Assembler (x86-64): Was ist Assembler? Das erste Programm

Kurz: Ein Prozessor versteht nur Maschinencode: Zahlen, die Befehle darstellen. Assembler ist die lesbare Schreibweise dafür.

Teil des Kurses Assembler (x86-64)

Kapitel 1 von 8 im Kurs Assembler (x86-64). Mit Fortschritt, Quiz und Zertifikat auf der Lernseite.

Was ist Assembler?

Ein Prozessor versteht nur Maschinencode: Zahlen, die Befehle darstellen. Assembler ist die lesbare Schreibweise dafür. Jede Zeile entspricht fast immer genau einem Prozessorbefehl, zum Beispiel mov (kopieren) oder add (addieren). Ein Assembler (das Programm, z. B. NASM) übersetzt den Text in Maschinencode.

Warum Assembler lernen?

• Du verstehst, wie Computer wirklich rechnen: Register, Speicher, Stack, Systemaufrufe
• Wichtig für Betriebssysteme, Treiber, Bootloader, Compiler, eingebettete Systeme
• Grundlage für Reverse Engineering und Sicherheitsforschung (Schadsoftware analysieren, Exploits verstehen)
• Hilft beim Debuggen und Optimieren von Hochsprachen-Code

Dieser Kurs behandelt x86-64 unter Linux mit der NASM-Syntax (Intel-Schreibweise). Andere Architekturen (ARM, RISC-V) funktionieren nach demselben Prinzip mit anderen Befehlen.

Werkzeuge

nasm -f elf64 hallo.asm -o hallo.o    # Assemblieren
ld hallo.o -o hallo                    # Binden
./hallo                                # Ausführen
objdump -d -M intel hallo              # Maschinencode ansehen (Disassemblieren)
gdb ./hallo                            # Debugger

Das erste Programm

hallo.asm

section .data
    text db "Hallo, Welt!", 10        ; 10 = Zeilenumbruch
    laenge equ $ - text                ; Länge berechnen
 
section .text
    global _start
 
_start:
    mov rax, 1          ; Systemaufruf Nr. 1: write
    mov rdi, 1          ; Ziel: Dateideskriptor 1 = stdout
    mov rsi, text       ; Adresse des Textes
    mov rdx, laenge     ; Anzahl der Bytes
    syscall             ; Kernel aufrufen
 
    mov rax, 60         ; Systemaufruf Nr. 60: exit
    xor rdi, rdi        ; Rückgabewert 0
    syscall

Ausgabe:

Hallo, Welt!

So ist das Programm aufgebaut:

Teil	Bedeutung
section .data	initialisierte Daten (Texte, Zahlen)
section .bss	Speicher ohne Anfangswert (Puffer)
section .text	der Programmcode
global _start	Einstiegspunkt für den Linker
_start:	Label: ein Name für eine Adresse
db, dw, dd, dq	Daten definieren: 1, 2, 4, 8 Bytes
equ	Konstante
; ...	Kommentar

Ein Befehl hat die Form befehl ziel, quelle (Intel-Syntax: Ziel zuerst). Anders als in Hochsprachen läuft das Programm einfach Zeile für Zeile; am Ende musst du exit aufrufen, sonst läuft der Prozessor in zufälligen Speicher und stürzt ab.

Systemaufrufe

Programme sprechen mit dem Betriebssystem über Systemaufrufe (syscalls): Nummer in rax, Argumente in rdi, rsi, rdx, r10, r8, r9, dann syscall.

Nr. (rax)	Name	Argumente
0	read	rdi = fd, rsi = Puffer, rdx = Länge
1	write	rdi = fd, rsi = Puffer, rdx = Länge
2	open	rdi = Pfad, rsi = Flags, rdx = Modus
3	close	rdi = fd
60	exit	rdi = Exit-Code

Merke

• Assembler = lesbare Form des Maschinencodes, eine Zeile ≈ ein Befehl
• NASM assembliert, ld bindet; Programme starten bei _start
• Abschnitte .data, .bss, .text; Labels, db/dq, equ
• Systemaufrufe: Nummer in rax, Argumente in rdi, rsi, rdx, dann syscall
• Intel-Syntax: befehl ziel, quelle

Übungsaufgabe

Ändere den Text und übersetze das Programm neu. Gib danach zwei Zeilen aus.

Quiz zur Selbstkontrolle

Was entspricht eine Zeile Assembler meistens?

• Einem einzelnen Prozessorbefehl (richtig)
• Einer Funktion
• Einer Datei
• Einer Schleife

Wo steht die Nummer des Systemaufrufs?

• Im Register rax (richtig)
• Im Register rdi
• Auf dem Stack
• In der Datei

Welche Reihenfolge hat die Intel-Syntax bei mov?

• mov ziel, quelle (richtig)
• mov quelle, ziel
• mov quelle -> ziel
• ziel mov quelle

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