تبادل العملات

ذُكر في المفاهيم السابقة أن التوجيه global يجعل دالة أو متغيرًا معرَّفًا في ملف مصدري واحد مرئيًا للملفات الأخرى. وبالمثل، يُخبر التوجيه extern المُجمِّع بأن دالة أو متغيرًا مستخدمًا في الملف المصدري الحالي معرَّف في ملف آخر.

هذان التوجيهان هما الطريقة الرئيسية التي يتفاعل بها كود التجميع مع الملفات المصدرية الأخرى لتحقيق التقسيم إلى وحدات.

بالنسبة لهذين التوجيهين، لا فرق إن كان الكود الخارجي معرَّفًا أو مستخدمًا في لغة التجميع أو في لغة عالية المستوى. لذا، على سبيل المثال، يمكن استخدام حتى دالة معرَّفة في لغة عالية المستوى في كود x86-64 إذا أُعلن أنها extern.

وبالطريقة نفسها، فإن اصطلاح الاستدعاء مشترك بين كل تلك الدوال، سواء عُرِّفت بلغة التجميع أو بلغات عالية المستوى، وحتى مع نظام التشغيل.

ومع ذلك، بما أن البيانات في لغة التجميع مجرد تسلسل من البايتات، فمن المهم أن تعرف كيف تدير اللغة عالية المستوى التي تتعامل معها الذاكرة.

أنواع C

لغة C خيار شائع كلغة عالية المستوى للتفاعل مع كود التجميع. فهي تسهّل مهمة التعامل مع نظام التشغيل، إذ توفر أغلفة عالية المستوى لكثير من المهام المهمة، مثل الطباعة على الشاشة، والقراءة من لوحة المفاتيح، أو تخصيص ذاكرة ديناميكية.

في هذا المسار، تُكتب الاختبارات بلغة C، لذا من المهم تقديم نظرة عامة على اللغة.

الأنواع الأولية

توجد أنواع أولية كثيرة في C، وقد يختلف حجمها بالبايتات. ويلخّص الجدول التالي بعضها، مع حجمها المعتاد في نظام x86-64:

يمكن أن يكون كل نوع من أنواع الأعداد الصحيحة هذه مُوقَّعًا (وهو الوضع الافتراضي) أو غير مُوقَّع. وإذا كان غير مُوقَّع، فيجب تحديد ذلك، على سبيل المثال: unsigned int.

توجد أسماء بديلة لأنواع الأعداد الصحيحة، مُعرَّفة لتوفير تحكّم دقيق في حجمها:

ويمكن إضافة البادئة u إلى تلك الأسماء البديلة للإشارة إلى نوع غير مُوقَّع، على سبيل المثال: uint64_t.

ومن الأسماء البديلة الأخرى الجدير بالذكر:

يتميّز _Bool، أو اسمه البديل bool، بأنه لا يمكنه أن يأخذ إلا إحدى قيمتين: true (1) وfalse (0)، على الرغم من أنه يشغل 1 بايت كامل.

وتُمرَّر قيم هذه الأنواع الأولية إلى الدوال وتُرجَع منها وفق القواعد المعتادة للأعداد الصحيحة وقيم الأعداد العشرية.

التعدادات

enum هو نوع يمكنه أن يأخذ واحدًا من عدد من العناصر المحددة صراحةً:

enum example {
    example_1,
    example_2,
    example_3,
    example_4
};

في C، تُحوَّل قيم التعداد ضمنيًا إلى نوع صحيح، وهو عادةً int، أي عدد صحيح بحجم 4 بايت.

افتراضيًا، يُحوَّل أول عنصر ممكن في التعداد إلى 0، وتُحوَّل كل العناصر التالية إلى العدد الصحيح الذي يليه. لذا، في enum example المعرَّف أعلاه، سيكون للعنصر example_1 القيمة 0، وللعنصر example_2 القيمة 1، وهكذا.

ويمكن تحديد قيمة لأي عنصر في التعداد، وعندئذٍ يأخذ العنصر التالي افتراضيًا العدد الصحيح الذي يليه كقيمة:

enum example_2 {
    example_1 = 4,
    example_2 = 8,
    example_3
}; // example_3 is equal to 9

عناوين الذاكرة

في C، يُشار إلى عنوان الذاكرة بواسطة مؤشر إلى نوع، ويُرمز إليه بالعامل *. لذا، على سبيل المثال، يشير int64_t * إلى موقع في الذاكرة يحوي واحدًا أو أكثر من int64_t.

وتُعامَل العناوين كأعداد صحيحة بحجم 8 بايت، كما هو معتاد.

المصفوفات

تُمرَّر المصفوفات إلى الدوال وتُرجَع منها كمؤشرات إلى عنصرها الأول.

int64_t example_arr[] = {1, 2, 3}; // this is an array of 3 signed 8-byte integers
fn(example_arr); // this is a function that passes a pointer (int64_t *) to the beginning of the array as an argument

حجم كل عنصر في المصفوفة هو حجم نوع عناصر المصفوفة. فالمصفوفة example_arr المعرَّفة أعلاه، على سبيل المثال، تحتوي على 3 عناصر بحجم 8 بايت لكل عنصر، أي 24 بايت في المجموع.

ولأن المصفوفات لا تخزّن طولها، فعادةً ما تكون هناك حاجة إلى قيمة منفصلة للإشارة إلى عدد العناصر، إلا إذا كانت هناك قيمة حارسة تدل على النهاية.

السلاسل النصية

السلاسل النصية في C هي مصفوفة من char، وهو نوع بحجم 1 بايت. ومعظم السلاسل النصية مكوَّنة من محارف ASCII وتنتهي بـ NUL، أي أنها تنتهي عند العثور على بايت قيمته 0. وهذا يعني أنه لا حاجة عادةً إلى تمرير طول السلسلة النصية كوسيط منفصل.