Assembler. Для DOS, Windows и Unix

Введение в мир низкоуровневого программирования

Книга Сергея Зубкова «Assembler. Для DOS, Windows и Unix» открывается философским размышлением о роли ассемблера в современной разработке. Автор сравнивает язык ассемблера с «проводником в сердце компьютера», подчёркивая его уникальную способность взаимодействовать с аппаратным уровнем напрямую. Здесь же вводится ключевой концепт: ассемблер как инструмент для понимания работы процессора, операционных систем и компиляторов. Зубков акцентирует внимание на двух типах читателей — начинающих, желающих постичь основы, и опытных программистах, стремящихся к оптимизации критических участков кода.

Архитектура процессоров и основы синтаксиса

Центральная часть первой главы посвящена детальному анализу архитектуры x86. Автор проводит параллели между регистрами процессора и «рабочими ящиками плотника», объясняя назначение EAX, EBX, ECX и других регистров через метафоры повседневного труда. Особое внимание уделяется различиям между реальным и защищённым режимами работы процессора, причём Зубков мастерски связывает исторические аспекты (переход от 16-битных систем к 32-битным) с практическими примерами использования сегментных регистров в DOS.

Танцы с прерываниями: DOS как полигон для обучения

Раздел о DOS превращается в захватывающее путешествие во времени. Автор не просто описывает INT 21h, но воссоздаёт атмосферу эпохи, когда программисты «общались с железом на ты». Пример создания резидентной программы-часов, встраиваемой в прерывание таймера, сопровождается историей о том, как подобные техники использовались для первых компьютерных вирусов. Зубков демонстрирует написание драйвера мыши через INT 33h, параллельно объясняя концепцию обработчиков прерываний как «швейцарских часов механизма ОС».

Windows: от API до Structured Exception Handling

Переход к Windows ознаменован сравнением «плоского мира DOS» с «многоуровневым небоскрёбом Win32». Автор критически анализирует печально известную сложность Windows API, приводя пример создания простого окна с кнопкой на чистом ассемблере. 200 строк кода для «Hello World» становятся поводом для дискуссии о компромиссах между контролем и продуктивностью. Особый драматизм приобретает раздел об обработке исключений: SEH (Structured Exception Handling) представлен как «акробатический трюк на краю пропасти», где одна ошибка в цепочке обработчиков приводит к краху всей системы.

Оптимизация под микроскопом: кэш-память и конвейерные операции

В главе о производительности Зубков превращается в детектива, расследующего «преступления против тактов процессора». На примере умножения матриц показывается, как неправильное выравнивание данных снижает скорость работы в 47 раз. Авторский эксперимент с ручной размоткой циклов и предвыборкой данных в кэш сопровождается графиками, демонстрирующими 300% прирост эффективности. Здесь же вводится концепция «войны регистров» — стратегического распределения часто используемых переменных по определённым регистрам для минимизации обращений к памяти.

Unix-системы: синтаксис AT&T и вызовы ядра

Переключение на Unix-архитектуры представлено как «переход в параллельную вселенную». Автор подробно анализирует различия между синтаксисами Intel и AT&T, сравнивая их с британским и американским вариантами английского языка. Пример программы, выводящей «Hello World» через системный вызов write(), обрастает техническими подробностями о соглашениях о вызовах, передаче параметров через стек и роли регистра EAX в возврате значений. Особое внимание уделяется взаимодействию с ядром Linux: Зубков поэтапно разбирает процесс обработки прерывания 80h, сравнивая его с «дипломатическими переговорами между пользовательским пространством и королевством ядра».

Смешанное программирование: мосты между мирами

В главе о интеграции ассемблера с высокоуровневыми языками автор демонстрирует фокусы совместимости. На примере DLL-библиотеки на ассемблере, вызываемой из Python-скрипта, раскрываются тонкости соглашений о вызовах cdecl и stdcall. Читатель узнаёт о хитростях передачи строковых аргументов, обработке исключений при смешанной компиляции и способах отладки таких гибридных проектов. Особый раздел посвящён inline-ассемблеру в C/C++: Зубков предупреждает о «подводных камнях оптимизатора», способных разрушить тщательно выверенный ассемблерный код.

Боевое применение: от взлома до reverse engineering

Самый провокационный раздел книги посвящён этическим аспектам низкоуровневого программирования. Анализируя технику эксплуатации переполнения буфера, автор одновременно показывает методы защиты — от канарейек до ASLR. Детальный разбор crackme-программы превращается в мастер-класс по дизассемблированию, где каждая инструкция рассматривается как улика в детективном расследовании. Зубков приводит реальный случай из практики: восстановление алгоритма шифрования данных в устаревшей системе путём реверс-инжиниринга её COM-объектов.

Оптимизация графики и работа с мультимедиа

Финальные главы погружают читателя в мир оптимизации графических алгоритмов. На примере реализации эффекта пламени автор демонстрирует использование MMX-инструкций для параллельной обработки данных. Каждый шаг — от работы с палитрами до оптимизации доступа к видеопамяти — сопровождается benchmarks, показывающими прирост производительности от 15% до 800% по сравнению с C++ реализацией. Особое внимание уделяется взаимодействию с OpenGL через ассемблерные вставки, где даже незначительная ручная оптимизация шейдерного кода даёт заметный визуальный эффект.

Эпилог: будущее низкоуровневого программирования

В заключительной части Зубков размышляет о месте ассемблера в эпоху квантовых вычислений и нейросетей. Автор проводит параллели между современными оптимизаторами компиляторов и средневековыми алхимиками, пытающимися превратить свинец высокоуровневого кода в золото машинной эффективности. Книга завершается провокационным утверждением: «Пока существует железо, будет существовать ассемблер — как мост между человеческим разумом и кремниевой душой процессора».