Assembler veya montaj dili, bir bilgisayarın makine kodu talimatlarının sembolik bir temsilini sağlayan düşük seviyeli bir programlama dilidir. Donanım detaylarını soyutlayan yüksek seviyeli programlama dillerinin aksine, montaj dili programcıların bilgisayarın mimarisine yakın bir şekilde program yazmalarına olanak tanır. Bu, geliştiricilere donanım kaynakları üzerinde ayrıntılı kontrol sağlar ve işletim sistemleri, gömülü sistemler ve performans kritik uygulamalar gibi donanımla doğrudan etkileşim veya manipülasyon gerektiren görevler için hayati önem taşır.
Montaj dili, ikili makine kodu kullanarak programlama sürecini basitleştirmek amacıyla bilgisayarın ilk günlerinde ortaya çıkmıştır. İlk assembler, 1940'larda Elektronik Sayısal Entegratör ve Bilgisayar (ENIAC) için oluşturulmuş ve programcıların talimatları daha insan okunabilir bir formatta yazmalarına olanak tanımıştır. Bilgisayar mimarileri geliştikçe, montaj dilleri de evrim geçirmiş ve çeşitli donanım tasarımlarına hitap eden farklı assembler'lar geliştirilmiştir.
Assembler, hedeflediği belirli bilgisayarın mimarisinden doğrudan ilham alır. Her işlemci türünün kendi montaj dili vardır; örneğin x86 (Intel ve AMD işlemcileri için), ARM (mobil cihazlarda yaygın olarak kullanılan) ve MIPS (gömülü sistemlerde kullanılan). Montaj dilleri bazı temel kavramları paylaşsa da, kendi donanım platformlarının benzersiz talimat setlerini ve operasyonel yeteneklerini yansıtır.
Bugün, montaj dili uygulama geliştirme için birincil dil olmasa da, belirli alanlarda hala geçerliliğini korumaktadır. Performans kritik kod bölümleri, cihaz sürücüleri ve gerçek zamanlı sistemler yazmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, montaj dilini anlamak, tersine mühendislik, kötü amaçlı yazılım analizi ve sistem güvenliği gibi alanlar için kritik öneme sahiptir.
Assembler, makine talimatlarının sembolik temsilleri olan mnemonikleri kullanır. Örneğin, MOV AX, 1 ifadesi, 1 değerini AX kaydına taşımayı temsil eder.
Montaj dili, işlemci kayıtlarının doğrudan manipülasyonuna olanak tanır. Örneğin, ADD AX, BX talimatı, AX ve BX kayıtlarındaki değerleri toplar ve sonucu AX kaydında saklar.
Etiketler, kodda atlamalar ve döngüler için konumları işaretlemek için kullanılır. Bir etiket start: gibi görünebilir. Bu, JMP start gibi talimatlarla döngüler oluşturmak için faydalıdır.
Direktifler, assembler'ın davranışını kontrol eder ve meta veriler sağlar. Örneğin, .data ve .text direktifleri, sırasıyla veri ve kod bölümlerini belirtir.
Yorumlar, bir noktalı virgül kullanılarak belgelenme amacıyla dahil edilebilir. Örneğin, ; Bu bir yorumdur.
Montaj, kod yürütmesinde dallanmayı sağlayan JMP, JE (eşitse atla) ve JNE (eşit değilse atla) gibi kontrol akışı talimatlarını destekler.
Her montaj talimatı genellikle bir işlem (opcode) ve ardından gelen operandlardan oluşur. İşlemler, talimat seti mimarisine bağlı olarak tekil, ikili veya daha karmaşık formatlar kullanabilir.
Montaj dili, talimatlarda doğrudan anlık değerlerin kullanılmasına olanak tanır; örneğin, MOV AX, 5 ifadesinde 5, AX kaydına atanan bir anlık değerdir.
Montaj, kodun yeniden kullanımını sağlayan prosedürler ve alt program çağrılarını destekler. Bu, bir etiketin ardından CALL talimatı kullanılarak çağrılabilir; örneğin, CALL myFunction.
Montajda yüksek seviyeli veri türleri yoktur, ancak veriler mimariye göre byte, word veya double-word kullanılarak yönetilebilir ve bellek adresleri doğrudan manipüle edilebilir.
Bir assembler, montaj dili kodunu makine koduna dönüştürür. NASM (Netwide Assembler), MASM (Microsoft Macro Assembler) ve GAS (GNU Assembler) gibi çeşitli assembler'lar mevcuttur ve her biri belirli mimarilere veya işletim sistemlerine yöneliktir.
Montaj dili için geliştirme ortamları, yüksek seviyeli diller için olduğundan daha az yaygındır, ancak PIC mikrodenetleyicileri için MPLAB X IDE veya ARM geliştirme için Keil gibi belirli IDE'leri içerir.
Montaj dilinde bir projeyi oluşturmak için geliştiriciler genellikle kaynak kodunu bir metin editöründe yazar, ardından ikili veya nesne dosyaları oluşturmak için komut satırından assembler'ı çağırırlar. Örneğin, NASM kullanarak tipik bir komut şöyle görünebilir:
nasm -f elf64 myprogram.asm -o myprogram.o
Sonrasında, bir bağlayıcı (linker) kullanarak çalıştırılabilir bir dosya oluşturmak için bağlantı yapılabilir:
ld myprogram.o -o myprogram
Montaj dili, optimize edilmiş performans ve doğrudan donanım manipülasyonu gerektiren alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ana uygulamalar şunlardır:
C, C++ veya Java gibi yüksek seviyeli diller donanım üzerinde soyutlamalar sunarken, montaj dili makine talimatları üzerinde doğrudan kontrol sağlar. Bu, montaj programlarının genellikle daha hızlı ve daha küçük olmasını sağlar; bu, kaynak kısıtlı ortamlarda kritik öneme sahiptir, ancak taşınabilirlik açısından önemli ölçüde daha az esneklik sunar.
Montaj dili optimizasyonu üstün performans sağlayabilirken, C ve C++ gibi diller geliştirme sürecini önemli ölçüde basitleştirir. Yüksek seviyeli diller bellek yönetimi, hata kontrolü yapar ve kapsamlı kütüphaneler sunarak çoğu uygulama için uygun hale gelir.
Montaj dili sözdizimi, okunabilirlik ve kullanım kolaylığına öncelik veren Python veya JavaScript gibi dillere kıyasla daha karmaşık olarak kabul edilir. Montaj öğrenmek, bilgisayar mimarisini anlamayı gerektirirken, yüksek seviyeli diller bu detayları soyutlar.
Yüksek seviyeli dilleri montaj diline çevirmek veya montajın yüksek seviyeli kodla etkileşimde bulunmasını sağlamak için çeşitli araçlar mevcuttur. Bazı assembler'lar, karışık projelere olanak tanıyarak C kodunu doğrudan entegre edebilir. LLVM gibi araçlar da yüksek seviyeli dillerde yazılmış koddan montaj üretebilir.
Yüksek seviyeli bir dilden montaj diline kod dönüştürmek isteyen geliştiriciler için, hedef mimarinin talimat setini incelemek ve optimizasyon çabalarını yönlendirmek için profil oluşturma araçlarını kullanmak faydalıdır. Ayrıca, analiz veya daha fazla iyileştirme için montaj kodu üretebilen mevcut derleyiciler (örneğin GCC) kullanmak da tavsiye edilir.