Währungsumtausch

In früheren Konzepten wurde erwähnt, dass die global-Direktive eine in einer Quelldatei definierte Funktion oder Variable für andere Dateien sichtbar macht. Ebenso teilt die extern-Direktive dem Assembler mit, dass eine in der aktuellen Quelldatei verwendete Funktion oder Variable in einer anderen definiert ist.

Diese beiden Direktiven sind der wichtigste Mechanismus, mit dem Assembly-Code mit anderen Quelldateien interagiert, um Modularisierung zu erreichen.

Für diese Direktiven spielt es keine Rolle, ob der externe Code in Assembly oder in einer Hochsprache definiert oder verwendet wird. So kann zum Beispiel sogar eine in einer Hochsprache definierte Funktion in x86-64-Code verwendet werden, wenn sie als extern deklariert ist.

Auf die gleiche Weise gilt die Aufrufkonvention für alle diese Funktionen, ob sie nun in Assembly oder in Hochsprachen definiert sind, und sogar für das Betriebssystem (OS).

Da Daten in Assembly jedoch nur eine Folge von Bytes sind, ist es wichtig zu wissen, wie die angebundene Hochsprache den Speicher verwaltet.

C-Typen

Die Sprache C ist eine verbreitete Wahl, wenn eine Hochsprache an Assembly-Code angebunden werden soll. Sie erleichtert die Interaktion mit dem Betriebssystem, denn sie bietet High-Level-Wrapper für viele wichtige Aufgaben wie die Ausgabe auf dem Bildschirm, das Lesen von der Tastatur oder das Reservieren von dynamischem Speicher.

In diesem Track sind die Tests in C geschrieben, deshalb ist es wichtig, einen allgemeinen Überblick über die Sprache zu geben.

Primitive Typen

In C gibt es viele primitive Typen, und ihre Größe in Bytes kann variieren. Einige davon sind in der folgenden Tabelle mit ihrer typischen Größe auf einem x86-64-System zusammengefasst:

Jeder dieser Ganzzahltypen kann vorzeichenbehaftet (die Standardeinstellung) oder vorzeichenlos sein. Falls er vorzeichenlos ist, muss das ausdrücklich angegeben werden, zum Beispiel: unsigned int.

Für die Ganzzahltypen gibt es Aliase, die definiert sind, um eine präzise Kontrolle über ihre Größe zu ermöglichen:

Diesen Aliassen kann ein u vorangestellt werden, um einen vorzeichenlosen Typ anzugeben, zum Beispiel: uint64_t.

Weitere erwähnenswerte Aliase sind:

Ein _Bool oder sein Alias bool ist insofern einzigartig, als es zwar ein ganzes Byte belegt, aber nur einen von zwei Werten annehmen kann: true (1) und false (0).

Werte dieser primitiven Typen werden nach den üblichen Regeln für Ganzzahlen und Gleitkommawerte an Funktionen übergeben und von ihnen zurückgegeben.

Enums

Ein Enum ist ein Typ, der einen von mehreren ausdrücklich angegebenen Elementen annehmen kann:

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

In C werden Enums implizit in einen Ganzzahltyp umgewandelt, typischerweise in einen int, also eine 4-Byte-Ganzzahl.

Standardmäßig wird das erste mögliche Element eines Enums in 0 umgewandelt und jedes weitere Element in die jeweils nächste Ganzzahl. Im oben definierten enum example hätte example_1 also den Wert 0, example_2 den Wert 1 und so weiter.

Du kannst den Wert für jedes beliebige Element eines Enums angeben; standardmäßig bekommt das nächste Element dann die nächste Ganzzahl als Wert:

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

Speicheradressen

In C wird eine Speicheradresse über einen Zeiger auf einen Typ referenziert und mit dem Operator * bezeichnet. int64_t * verweist zum Beispiel auf eine Speicherstelle für einen oder mehrere int64_t.

Adressen werden wie üblich als 8-Byte-Ganzzahlen behandelt.

Arrays

Arrays werden als Zeiger auf ihr erstes Element an Funktionen übergeben und von ihnen zurückgegeben.

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

Jedes Element eines Arrays hat die Größe des Elementtyps des Arrays. Das oben definierte example_arr hat zum Beispiel 3 Elemente zu je 8 Bytes, insgesamt also 24 Bytes.

Da Arrays ihre Länge nicht speichern, ist meist ein separater Wert nötig, der die Anzahl der Elemente angibt, es sei denn, ein Sentinel-Wert markiert das Ende.

Strings

Strings sind in C ein Array aus char, einem 1-Byte-Typ. Die meisten Strings bestehen aus ASCII-Zeichen und sind NUL-terminiert, enden also, sobald ein Byte mit dem Wert 0 auftritt. Deshalb muss die Länge eines Strings meist nicht als separates Argument übergeben werden.