¿Puede explicar la siguiente oración: “Ciertas partes del software deben escribirse en código ensamblador para un mayor control”.

Todas las respuestas dadas aquí son correctas, pero también pierden lo que me parece el punto principal, que es “¿con qué frecuencia esto importa?” La mayoría de los ejemplos dados están hablando de hardware especializado o cosas que se hicieron hace mucho tiempo. En general, los humanos no son buenos en lo que hacen las computadoras, y las computadoras no son buenas en lo que hacen los humanos. Escribir en ensamblador generalmente cuenta como “tratar de hacer algo en lo que las computadoras son buenas”. Los diseños modernos de CPU son bastante difíciles de optimizar a mano, y es mejor dejar que el compilador lo haga. El hecho de que pueda controlar qué registros se utilizan y cuándo, no significa que deba hacerlo. Los lenguajes JITTED (compilados justo a tiempo, es decir, compilados sobre la marcha en tiempo de ejecución) pueden ser aún más inteligentes en la optimización, ya que pueden elegir las optimizaciones que tienen más sentido en tiempo de ejecución, que es cómo los lenguajes como Java o C # pueden En ciertas circunstancias, superan a los lenguajes totalmente compilados como C / C ++.

Entonces, dado lo difícil que es escribir un ensamblaje más que cualquier otra cosa, y cuánto más difícil es comprender el comportamiento, preguntaría las razones detrás de una declaración como “Ciertas partes del software deben escribirse en código ensamblador para un mayor control”. De hecho, podría ser cierto, pero la cantidad de casos en los que disminuye cada año.

Hace mucho tiempo, solía escribir rutinas gráficas que escribían directamente en la memoria de video en lugar de llamar a funciones lentas del sistema de Windows. Esta era la única forma de obtener gráficos razonablemente rápidos para los juegos en ese entonces. Acceder a la memoria de video usando rutinas de ensamblaje agregó otro ligero aumento de velocidad porque evitó instrucciones ineficientes generadas por el compilador. Sin embargo, esto ya no es realmente un problema.

Una vez tuve un colega que tuvo que recurrir al ensamblaje para aprovechar al máximo una nueva arquitectura de procesador. La API que estaba disponible en ese momento no implementó todas las características de la arquitectura.

En el mundo de Arduino, es mucho más rápido hablar con los registros que usar las llamadas API de puerto IO. Esto se debe a que la API agrega un nivel de abstracción y seguridad que hace que su código sea portátil a múltiples dispositivos y lo ayuda a evitar hacer algo estúpido. Pero si sabe lo que está haciendo y necesita un control adicional, ir a un nivel bajo es la única forma de hacerlo.

Cuando dice “para un mayor control” no significa que el programa o la biblioteca puedan comportarse mal. Está más relacionado con el hardware.
A veces necesita un ensamblaje exacto para una CPU específica (o diferentes versiones para diferentes CPU). Con un compilador, no tiene ninguna garantía sobre qué código de ensamblador produciría. Si necesita dicha garantía, debe escribirla en conjunto.

Si no sabe cuándo necesitará esto, probablemente nunca lo necesite.

Algunos usos son:
– trucos de la CPU que en C son comportamientos indefinidos
– acceso a ciertos bloques de memoria (como la memoria de video)

Pero creo que cualquier código de ensamblador siempre se puede hacer en lenguaje C (si tiene bibliotecas básicas, por supuesto). El problema es que la versión C sería más lenta (pero más compatible)

Este mayor control depende de la tarea en cuestión.

El código de ensamblaje está más cerca del hardware, por lo que tendrá a su disposición algunos detalles específicos sobre cómo usar ciertos registros, la CPU, etc. Este control adicional puede ser más complejo de administrar, por lo que generalmente tiene un costo más alto.

La gente generalmente recurre al ensamblaje no para control sino para resons de rendimiento.

Los lenguajes de alto nivel no siempre realizan operaciones con el rendimiento más óptimo. Incrustar un código de ensamblaje en su Programa C puede optimizar una pieza específica de funcionalidad.

Ese es solo un ejemplo de cómo “pierde algo de control” al usar un lenguaje de alto nivel. No soy un programador de lenguaje ensamblador, pero sé que hay llamadas específicas para cada sistema que se pueden hacer con lenguaje ensamblador que no estaría disponible en el lenguaje de alto nivel que esté utilizando.

Tiempo y sincronización ajustada. Si tiene que crear algo que sea preciso para el ensamblaje del ciclo de la CPU, es la única forma de asegurar una sincronización precisa del ciclo. Si tuviera que escribir en C y compilar, es posible que pueda combinar con la fuente para obtener una solución de ensamblaje aceptable, pero si instala una actualización o parche en el compilador en el futuro, no sabe a qué se dirige. Llegar.

En algunos casos, los registros de hardware no serán de lectura / escritura. O leer es una operación destructiva, como hacer estallar un fifo. O el hardware solo aceptará escritura de palabras, aunque tenga campos que parecen tener un byte ancho. O puede acceder de manera confiable a operaciones de bucle rápido basadas en hardware u operaciones de vectores, lo que el compilador no hará. O puede acceder a instrucciones de propósito especial privadas para esta CPU. O bien, puede indicar a las operaciones de lectura y escritura que omitan la memoria caché o vacíen secciones de la memoria caché a la memoria.

Todo el software está escrito en abstracciones. Uno solo tiene que preguntarse cuántas abstracciones profundas. El propósito de cada capa de abstracción es simplificar alguna tarea. La compensación es el control. Uno renuncia al control de grano fino para mayor comodidad.

Cuando uno cede el control, limita su capacidad para optimizar el rendimiento. El lenguaje ensamblador deja de lado todas las abstracciones más básicas y se ocupa solo de las pocas operaciones que representan de cerca lo que la computadora realmente hace. Esto permite un mejor control. Esto generalmente es necesario solo cuando el rendimiento es absolutamente crítico.

Piense en un caso como un controlador de dispositivo para algo como una tarjeta de video.

No quiero las “cosas” que un lenguaje de nivel superior podría hacer para que me interpusiera. No quiero verificación de tipo, verificación de límites ni nada de eso.

ESTOS BITS DEBEN IR AQUÍ AHORA MISMO.