Direktiven

Was sind Direktiven?

Direktiven (auch Pseudoinstruktionen) sind spezielle Anweisungen für den Assembler. Sie erzeugen keinen Maschinencode, sondern geben dem Assembler Informationen über Struktur, Speicherlayout, Initialwerte und mehr.

1. Speicherbereiche

.text

• Enthält ausführbaren Code.
• Typischerweise beginnt hier das Programm mit einem `_start:`-Label.

.text
.global _start
_start:
    mov x0, #1
    // ...

.data

• Initialisierte Daten (z. B. Variablen mit Anfangswert).
• Wird zur Speicherung fester Werte oder Strings verwendet.

.data
myvalue: .word 42

.bss

- Nicht initialisierte Daten (der Linker initialisiert sie mit 0).

.bss
.comm buffer, 64    // 64-Byte Puffer

2. Datentyp-Direktiven

Diese Direktiven erzeugen Daten im Speicher.

Direktive	Beschreibung	Beispiel
.byte	8 Bit	.byte 0xFF
.hword .short	16 Bit (Halfword)	.hword 0xABCD
.word	32 Bit	.word 123456
.xword .quad	64 Bit	.xword 0x123456789ABCDEF0
.octa	128 Bit	.octa 0x123456789ABCDEF0123456789ABCDEF0
.float	32-Bit Gleitkommazahl	.float 3.14
.double	64-Bit Gleitkommazahl	.double 3.1415926

Da der Assembler verschiedene Zahlenformate kennt, müssen die Zahlenwerte einer bestimmten Form angegeben werden:

• Dezimalzahl: Beginnt mit 1-9 und enthält 0-9
• Oktalzahl: Beginnt mit 0 und enthält 0-7
• Binärzahl: Beginnt mit 0b und enthält 0-1
• Hexadezimal: Beginnt mit 0x und enthält 0-f
• Gleitkommawerte: Beginnt mit 0f oder 0e und enthält die Gleitkomma-Zahl
• Präfix: "-" nimmt das Zweierkomplement, "~" nimmt das Einerkompliment

 .byte -0xa3, -22, ~0b11010010

3. Strings

.ascii

• ASCII-Zeichen ohne Null-Terminator.

.asciz / .string

• Null-terminierter String (enthält am Ende ein \0).

.data
msg1: .ascii "Hallo"
msg2: .asciz "Welt\n"
msg3: .string "Hallo 🌍\n"

Sonderzeichen:

• \n → Neue Zeile
• \t → Tabulator
• \b → Backspace
• \f → Seitenvorschub
• \r → Return
• \ddd → Ein Okctaler ASCII code (ex \123)
• \xdd → Ein Hexadezimaler ASCII code (ex \x4F)
• \\ → Backslash
• \" → Anführungszeichen

Hinweis: Bei UTF-8-Zeichen kann Encoding ein Problem darstellen.

4. Daten ausrichten: .align

- Richtet Daten im Speicher an Grenzen aus (2ⁿ). - Beispiel: .align 3 → richtet an 8-Byte-Grenze aus.

.data
.align 3
myvar: .xword 0x1234

• Wichtig für Performance und korrekten Speicherzugriff.
• Besonders bei Arrays, Gleitkommazahlen oder strukturierter Daten wichtig.

5. Konstanten: .equ / .set

.equ LED_GPIO, 42
.set MAX_LEN, 128

mov x0, #LED_GPIO

• Definiert symbolische Konstanten (wie #define in C).
• .equ und .set sind funktional gleichwertig.

6. Speicher reservieren

.skip 64    // Überspringt 64 Bytes
.space 128  // Reserviert 128 Bytes
.zero 32    // 32 Bytes mit Nullwert

.fill Anzahl, Größe, Inhalt: Erzeugt einen Speicher mit dem "Inhalt" der "Größe" und "Anzahl".

7. Weitere nützliche Direktiven

Direktive	Bedeutung
.global	Macht ein Symbol global (sichtbar für Linker)
.extern	Verweist auf ein Symbol außerhalb der Datei
.type	Setzt den Symboltyp, z. B. @function
.size	Gibt die Größe eines Symbols an
.org	Setzt die aktuelle Speicheradresse
.include	Fügt Quellcode aus anderer Datei ein
.macro, .endm	Makrodefinitionen für Wiederverwendung
.rept Anzahl ... .endr	Wiederholt "Anzahl" den Inhalt von "..."

Hinweise

• Trennung von Code und Daten: Nutze .text für Code, .data für initialisierte Daten und .bss für nicht-initialisierte.
• Lesbarkeit: .equ-Konstanten erhöhen die Verständlichkeit deines Codes.
• Richtige Ausrichtung mit .align vermeidet unerwartete Fehler und verbessert die Performance.