Compare commits
12 Commits
c42d755e80
...
labs/04
| Author | SHA1 | Date | |
|---|---|---|---|
| 6794efeedd | |||
| 414f189d18 | |||
| 4b05989ba5 | |||
| e86f3701fe | |||
| a309019bdb | |||
| f2ca981037 | |||
| 0aed286bcb | |||
| 541524bd6f | |||
| df80a7190e | |||
| 4594912561 | |||
| 95df24eaa5 | |||
| 53a82c8ea0 |
@ -2,121 +2,3 @@
|
|||||||
|
|
||||||
## Введение в низкоуровневое программирование. Встроенный отладчик. Встроенный Ассемблер
|
## Введение в низкоуровневое программирование. Встроенный отладчик. Встроенный Ассемблер
|
||||||
|
|
||||||
## Переписываем шаблон
|
|
||||||
|
|
||||||
Поскольку весь шаблонный текст написан под MS-DOS, мы очевидным образом не можем его использовать для решения задачи под linux.
|
|
||||||
|
|
||||||
Замены требуют следующие функции:
|
|
||||||
|
|
||||||
- getch
|
|
||||||
- delay
|
|
||||||
- inp
|
|
||||||
- bioskey
|
|
||||||
|
|
||||||
### getch
|
|
||||||
|
|
||||||
Наиболее простая замена будет для `getch()`, поскольку единственное ее назначение - ожидать нажатия клавиши. В этом контексте у линукса есть полноценная замена в виде `system("pause")`
|
|
||||||
|
|
||||||
### delay
|
|
||||||
|
|
||||||
Здесь уже несколько посложнее, потому что DOS'овский `delay` использует задержку в миллисекундах, а линуксовый `sleep` - в секундах. Поэтому используем функцию `usleep`. Она принимает время задержки в микросекундах, поэтому для получения миллисекунда нужно просто умножить на 1000. То есть код:
|
|
||||||
|
|
||||||
```C
|
|
||||||
void delay(unsigned ms)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
usleep(ms * 1000);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
```
|
|
||||||
|
|
||||||
### bioskey
|
|
||||||
|
|
||||||
Из всех пока что самая сложная замена. Если вызвать `bioskey(1)`, то она вытаст 1 если какая либо клавиша была нажата и 0 если не была. при этом проверка происходит в моменте и не блокирует выполнение программы.
|
|
||||||
|
|
||||||
Для иммитации этого на линуксе нам потребуется неканонический режим ввода в терминал, а также сделать так, чтобы все печатаемое не выводилось в курсор. Этого можно добиться 2 способами:
|
|
||||||
|
|
||||||
1. Покурить гигагалактический томик по ассемблеру и узнать про системный вызов ioctl, после чего руками разметить область оперативной памяти, провести все системные вызовы, потом при помощи poll проверять наличие символов в буфере, обрабатывать ошибки и интегрировать функции через прототипы в наш код на C
|
|
||||||
2. Сдаться и выбрать путь языка C
|
|
||||||
|
|
||||||
Я уже сказал, что я из слабых, поэтому писать кусок на ассемблере как-то не горю желанием (хотя может когда-нибудь в будущем по просьбам напишу)
|
|
||||||
|
|
||||||
#### Зависимости
|
|
||||||
|
|
||||||
Язык программирования C имеет определенный уровень абстракции от конкретных системных вызовов и предоставляет нам несколько вещей:
|
|
||||||
|
|
||||||
- `<termios.h>` - структура данных, хранящая информацию о текущем состоянии терминала, а также удобные методы `tcgetattr` и `tcsetattr`
|
|
||||||
- `<unistd.h>` - Библиотека, используемая для унификации дескрипторов, битов и прочих унификаций
|
|
||||||
- `<stdlib.h>` - много чего, но нам для безопасности потребуется `atexit`, чтобы если что-то пошло не так, у нас не наебнулся терминал
|
|
||||||
|
|
||||||
Опционально берется `<stdio.h>` для целей адекватного вывода ошибок. Не обязательно, но предпочтительно
|
|
||||||
|
|
||||||
#### Реализация
|
|
||||||
|
|
||||||
Для начала нам необходимо сохранить свой текущий терминал, чтобы без проблем его восстановить в будущем, для этого заводим в памяти переменную (придется сделать ее глобальной, потому что на инкапсуляцию и защиту нет времени, нервов и желания)
|
|
||||||
|
|
||||||
```C
|
|
||||||
struct termios saved_attributes;
|
|
||||||
```
|
|
||||||
|
|
||||||
Далее сразу напишем функцию для восстановления
|
|
||||||
|
|
||||||
```C
|
|
||||||
void reset_input_mode()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
tcsetattr (STDIN_FILENO, TCSANOW, &saved_attributes);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
```
|
|
||||||
|
|
||||||
Здесь `STDIN_FILENO` - это дескриптор потока стандартного ввода (ввод с консоли по простяге). Вообще это число, но в `<unistd.h>` он вынесен в макрос для хоть какой-то унификации, `TCSANOW` - тоже число. В контексте функции `tcsetattr` оно заставляет изменениям в формате терминала вступить в силу немедленно, вне зависимости от того, есть ли еще в буфере текст на вывод. Другими вариантами могут стать:
|
|
||||||
|
|
||||||
- `TCSANOW` - применить изменения сразу при сигнале и продолжать предыдущий вывод с того же места, где он кончился
|
|
||||||
- `TCSADRAIN` - заставит сначала очистить текущий буфер вывода до дна, а только потом сменит режим. То есть сначала все, что было на момент запроса в буфере, будет выведено, а только потом сменится режим терминала
|
|
||||||
- `TCSAFLUSH` - то же, что и `TCSADRAIN`, только еще и сносит весь буффер ввода
|
|
||||||
|
|
||||||
```C
|
|
||||||
void set_input_mode()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
struct termios tattr;
|
|
||||||
char *name;
|
|
||||||
|
|
||||||
// Убеждаемся, что STDIN - это терминал
|
|
||||||
if (!isatty (STDIN_FILENO))
|
|
||||||
{
|
|
||||||
fprintf (stderr, "Not a terminal.\n");
|
|
||||||
exit (EXIT_FAILURE);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// Сохраняем параметры текущего терминала
|
|
||||||
//для последующего восстановления
|
|
||||||
tcgetattr (STDIN_FILENO, &saved_attributes);
|
|
||||||
atexit (reset_input_mode);
|
|
||||||
|
|
||||||
// Устанавливаем все режимы, которые
|
|
||||||
// нас в общем-то интересуют
|
|
||||||
tcgetattr (STDIN_FILENO, &tattr);
|
|
||||||
tattr.c_lflag &= ~(ICANON|ECHO); /* Clear ICANON and ECHO. */
|
|
||||||
tattr.c_cc[VMIN] = 0;
|
|
||||||
tattr.c_cc[VTIME] = 0;
|
|
||||||
tcsetattr (STDIN_FILENO, TCSAFLUSH, &tattr);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
```
|
|
||||||
|
|
||||||
## Исправление ассемблерных вставок
|
|
||||||
|
|
||||||
Должен сказать, что я не большой поклонник "inline assembly". На мой субъективный взгляд намного лучше, читаемее и стабильнее добавлять ассемблер на этапе линковки. Это дает несколько приятных бонусов:
|
|
||||||
|
|
||||||
1. Код можно поддерживать на любимом ассемблере
|
|
||||||
2. Код ассемблера можно компилить отдельно
|
|
||||||
3. Код программы на C становится ощутимо чище (*лично на мой взгляд ассемблерные вставки плохо смотрятся в коде*), а также все макросы ассемблера не касаются кода на C
|
|
||||||
4. Меньше потенциальных ошибок из-за того, что вы что-то не так поняли и откомпилировалось все неправильно
|
|
||||||
|
|
||||||
Помимо прочего очень важный момент: я использую gcc для компиляции, а в отличие от clang, он довольно ленивый и наши строки для ассемблера в нетронутом виде отправятся прямо в текст программы, которая затем будет скормлена ассемблеру. Отсюда следует несколько нюансов:
|
|
||||||
|
|
||||||
- Стандартный ассемблер, используемый `gcc` - `as` и по умолчанию он использует синтаксис AT&T. Однако я не очень люблю этот синтаксис, предпочитаю работать с синтаксисом intel. Выхода тут 2:
|
|
||||||
- Дать компилятору флаг -masm=intel, после чего уже собственный ассемблер переключится на intel синтаксис
|
|
||||||
- В начале каждой ассемблерной вставки ставить ".intel_syntax noprefix", а после вставки но перед параметрами ставить ".att_syntax prefix". Это может периодически плохо работать
|
|
||||||
- При написании ассемблера необходимо соблюдать все переносы строк и при этом указывать это явно (поэтому в конце строк у меня и появляются `\n\t` - это поддержание табуляции и переноса строки
|
|
||||||
- Компилятору надо понимать, что будет происходить с переменными и регистрами во время ассемблерной вставки, поэтому и это тоже придется указать отдельно
|
|
||||||
|
|
||||||
Собственно видно, что есть ньансы, которые и заставляют меня сделать выбор в пользу обычного ассемблера и линковки, но раз лаба хочет, чтобы использовался именно inline, то будем использовать inline
|
|
||||||
|
|
||||||
UPD 12.09.24 22:00: в самый последний момент преподаватель решил в своей методички пингануть адрес в памяти, который в ms-dos отведен для хранени данных BIOS, а конкретнее ту часть, которая отведена под системные часы насколько я понимаю. В случае DOS это вполне себе реальная память, которая вполне себе реально существует более того, в досе процессор находится в режиме реальных адресов. Linux в свою очередь относится к приколам с обращением к произвольному участку памяти как к уязвимостям, поэтому не дает просто почитать или пописать в непромапаную память. Но это пол беды на самом-то деле, ведь вся память у любой программы виртуальная и уже на уровне операционной системы и процессора перегонятся в виртуальную, поэтому даже если я воспользуюсь `mmap` и промапаю соответствующий адрес в памяти, в нем будет просто лежать мусор и не более. Поэтому последнюю часть работы, где достается время из памяти BIOS я пропускаю за невозможностью ее выполнить на машине на базе Linux
|
|
||||||
|
|||||||
@ -1,135 +0,0 @@
|
|||||||
#include <stdio.h>
|
|
||||||
#include <sys/io.h>
|
|
||||||
#include <stdlib.h>
|
|
||||||
#include <unistd.h>
|
|
||||||
|
|
||||||
#include "substitutions.h"
|
|
||||||
|
|
||||||
#define PortCan0 0x40
|
|
||||||
|
|
||||||
void beep(unsigned iTone, unsigned iDlit);
|
|
||||||
|
|
||||||
void delay(unsigned int ms)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
usleep(ms * 1000);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
int main(void) {
|
|
||||||
|
|
||||||
long int lCnt = 0;
|
|
||||||
int iA = 0x1234;
|
|
||||||
|
|
||||||
char *pT = (char *)0x46C;
|
|
||||||
printf("\nПечатаем 10 раз значение байта с известным адресом\n");
|
|
||||||
for (int i = 0; i < 10; i++)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
printf(" \n %d ", *pT);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
printf("\n Для продолжения нажмите любую клавишу \n");
|
|
||||||
system("pause"); // Ждем нажатия клавиши
|
|
||||||
|
|
||||||
printf("\n Читаем содержимое порта с адресом 40 с помощью функции Си \n");
|
|
||||||
printf("\n Для выхода из цикла - нажмите любую клавишу \n");
|
|
||||||
|
|
||||||
// Линуксу не сильно нравится, что ты насилуешь порты ввода и вывода процессора, поэтому нужно выдать ему на это дело разрешение
|
|
||||||
|
|
||||||
ioperm(PortCan0, 1, 3); // Что означает тройка напишу позже
|
|
||||||
set_input_mode();
|
|
||||||
while (isKeyPressed() == 0) {
|
|
||||||
printf("\n Порт40 = %d", inb(PortCan0));
|
|
||||||
delay(500);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
reset_input_mode();
|
|
||||||
|
|
||||||
system("pause");
|
|
||||||
printf("\n Читаем содержимое порта с адресом 40 ассемблером \n");
|
|
||||||
|
|
||||||
set_input_mode();
|
|
||||||
while (isKeyPressed() == 0) {
|
|
||||||
// asm {
|
|
||||||
// push ax
|
|
||||||
// in al,0x40
|
|
||||||
// }
|
|
||||||
|
|
||||||
unsigned char Tmm = 0;
|
|
||||||
asm (
|
|
||||||
"push rax\n\t"
|
|
||||||
"in al, 0x40"
|
|
||||||
"mov %0, al"
|
|
||||||
"pop rax"
|
|
||||||
:"=r"(Tmm)
|
|
||||||
:
|
|
||||||
:"rax"
|
|
||||||
);
|
|
||||||
delay(500);
|
|
||||||
printf("\n Порт40 = %d", Tmm);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
reset_input_mode();
|
|
||||||
system("pause");
|
|
||||||
printf("\n Для продолжения - нажмите любую клавишу \n");
|
|
||||||
system("pause");
|
|
||||||
|
|
||||||
long *pTime = (long *)0x46C;
|
|
||||||
set_input_mode();
|
|
||||||
while (isKeyPressed() == 0) {
|
|
||||||
printf("\n %ld", *pTime);
|
|
||||||
delay(1000);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
reset_input_mode();
|
|
||||||
system("pause");
|
|
||||||
|
|
||||||
// Данная секция закомментирована, поскльку линукс не дает обратиться к
|
|
||||||
// не промапанной и не аллоцированной памяти. Но даже если ее аллоцировать
|
|
||||||
// mmem'ом, все равно эта память будет виртуальная, поэтому смысла делать
|
|
||||||
// это не имеет. Вариант просмотра содержимого условной ячейки памяти на nasm
|
|
||||||
// приведен в файле time.asm. Объяснить тот код, который я вижу
|
|
||||||
// на базовом уровне я в состоянии
|
|
||||||
|
|
||||||
// int Time;
|
|
||||||
// set_input_mode();
|
|
||||||
// while (isKeyPressed() == 0) {
|
|
||||||
// Здесь происходит операция получения времени суток при
|
|
||||||
// помощи обращения к специально размеченой области памяти
|
|
||||||
// Однако можно ли такой фокус сделать в linux это еще надо узнать
|
|
||||||
// asm push ds
|
|
||||||
// asm push si
|
|
||||||
// asm mov ax, 40h
|
|
||||||
// asm mov ds, ax
|
|
||||||
// asm mov si, 0x6C
|
|
||||||
// asm mov ax, [ds : si]
|
|
||||||
// asm mov Time, ax
|
|
||||||
// asm pop si
|
|
||||||
// asm pop ds
|
|
||||||
// asm(
|
|
||||||
// "mov "
|
|
||||||
// );
|
|
||||||
//
|
|
||||||
// printf("\n %d", Time);
|
|
||||||
// delay(300);
|
|
||||||
// }
|
|
||||||
// reset_input_mode();
|
|
||||||
//
|
|
||||||
// beep(400, 200);
|
|
||||||
// for (lCnt = 0; lCnt < 1000000; lCnt++) {
|
|
||||||
// a1:
|
|
||||||
// asm {
|
|
||||||
// mov ax,iA
|
|
||||||
// mov ax,iA
|
|
||||||
// mov ax,iA
|
|
||||||
// mov ax,iA
|
|
||||||
// mov ax,iA
|
|
||||||
// mov ax,iA
|
|
||||||
// mov ax,iA
|
|
||||||
// mov ax,iA
|
|
||||||
// mov ax,iA
|
|
||||||
// a2:
|
|
||||||
// mov ax,iA
|
|
||||||
// }
|
|
||||||
// }
|
|
||||||
// beep(400, 200);
|
|
||||||
|
|
||||||
// здесь секция для выполнения замеров времени. Поскольку доступ к звуку
|
|
||||||
// Я иметь не могу, если не буду использовать pulseaudio, замерим старыми дедовскими методами
|
|
||||||
// При помощи clock_gettime
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
@ -1,63 +0,0 @@
|
|||||||
#include "substitutions.h"
|
|
||||||
#include <unistd.h>
|
|
||||||
#include <stdio.h>
|
|
||||||
#include <stdlib.h>
|
|
||||||
#include <termios.h>
|
|
||||||
#include <time.h>
|
|
||||||
|
|
||||||
/* Use this variable to remember original terminal attributes. */
|
|
||||||
|
|
||||||
struct termios saved_attributes;
|
|
||||||
|
|
||||||
void reset_input_mode()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
tcsetattr (STDIN_FILENO, TCSANOW, &saved_attributes);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void set_input_mode()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
struct termios tattr;
|
|
||||||
char *name;
|
|
||||||
|
|
||||||
/* Make sure stdin is a terminal. */
|
|
||||||
if (!isatty (STDIN_FILENO))
|
|
||||||
{
|
|
||||||
fprintf (stderr, "Not a terminal.\n");
|
|
||||||
exit (EXIT_FAILURE);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/* Save the terminal attributes so we can restore them later. */
|
|
||||||
tcgetattr (STDIN_FILENO, &saved_attributes);
|
|
||||||
atexit (reset_input_mode);
|
|
||||||
|
|
||||||
/* Set the funny terminal modes. */
|
|
||||||
tcgetattr (STDIN_FILENO, &tattr);
|
|
||||||
tattr.c_lflag &= ~(ICANON|ECHO); /* Clear ICANON and ECHO. */
|
|
||||||
tattr.c_cc[VMIN] = 0;
|
|
||||||
tattr.c_cc[VTIME] = 0;
|
|
||||||
tcsetattr (STDIN_FILENO, TCSAFLUSH, &tattr);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
void delay(unsigned int ms)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
usleep(ms * 1000);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
char isKeyPressed()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
char key_handler = 0;
|
|
||||||
read(STDIN_FILENO, &key_handler, 1);
|
|
||||||
if (key_handler > 0)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return 1;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
return 0;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
int main()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
set_input_mode();
|
|
||||||
while (isKeyPressed() == 0) {printf("hell\n");}
|
|
||||||
printf("ok\n");
|
|
||||||
reset_input_mode();
|
|
||||||
}
|
|
||||||
@ -1,9 +0,0 @@
|
|||||||
#ifndef SUBSTITUTIONS_H
|
|
||||||
#define SUBSTITUTIONS_H
|
|
||||||
|
|
||||||
void reset_input_mode();
|
|
||||||
void set_input_mode();
|
|
||||||
void delay(unsigned int ms);
|
|
||||||
char isKeyPressed();
|
|
||||||
|
|
||||||
#endif
|
|
||||||
13
03-asm-bios/Makefile
Normal file
13
03-asm-bios/Makefile
Normal file
@ -0,0 +1,13 @@
|
|||||||
|
ASM = nasm
|
||||||
|
ASM_FLAGS = -felf64 -g
|
||||||
|
LINK = ld
|
||||||
|
|
||||||
|
%: %.o
|
||||||
|
$(LINK) -o $@ $^
|
||||||
|
|
||||||
|
%.o: %.asm
|
||||||
|
$(ASM) $(ASM_FLAGS) $^ -o $@
|
||||||
|
|
||||||
|
clean:
|
||||||
|
rm -f *.o
|
||||||
|
rm -f $(subst .asm, $(empty), $(wildcard *.asm))
|
||||||
24
04-addr-methods/Makefile
Normal file
24
04-addr-methods/Makefile
Normal file
@ -0,0 +1,24 @@
|
|||||||
|
ASM = nasm
|
||||||
|
CXX = gcc
|
||||||
|
CXX_FLAGS = -Og -static
|
||||||
|
ASM_FLAGS = -felf64 -g
|
||||||
|
LINK = ld
|
||||||
|
|
||||||
|
task3: task3_c.o task3.o
|
||||||
|
$(CXX) -Og $^ -o $@ -g
|
||||||
|
|
||||||
|
task3_c.o: task3.c
|
||||||
|
$(CXX) -Og -c $^ -o $@ -g
|
||||||
|
|
||||||
|
task2: task2.o
|
||||||
|
$(CXX) $(CXX_FLAGS) $^ -o $@
|
||||||
|
|
||||||
|
%: %.o
|
||||||
|
$(LINK) -o $@ $^
|
||||||
|
|
||||||
|
%.o: %.asm
|
||||||
|
$(ASM) $(ASM_FLAGS) $^ -o $@
|
||||||
|
|
||||||
|
clean:
|
||||||
|
rm -f *.o
|
||||||
|
rm -f $(subst .asm, $(empty), $(wildcard *.asm))
|
||||||
@ -1,4 +1,4 @@
|
|||||||
# Лабораторная работа 4
|
# Лабораторная работа 4
|
||||||
|
|
||||||
## Способы адресации и сегментная организация памяти
|
На данный момент нормального README не будет, потому что у меня немного нет времени его офомить. Как только сдам лабу - напишу тут немного больше
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
33
04-addr-methods/task1.asm
Normal file
33
04-addr-methods/task1.asm
Normal file
@ -0,0 +1,33 @@
|
|||||||
|
global _start
|
||||||
|
|
||||||
|
section .data
|
||||||
|
|
||||||
|
%macro FILL_ASC 1
|
||||||
|
%assign NUM 0
|
||||||
|
%rep %1
|
||||||
|
db NUM
|
||||||
|
%assign NUM NUM + 1
|
||||||
|
%endrep
|
||||||
|
%endmacro
|
||||||
|
|
||||||
|
example: FILL_ASC 256
|
||||||
|
|
||||||
|
section .text
|
||||||
|
|
||||||
|
_start:
|
||||||
|
; В качестве базы возьму inc
|
||||||
|
; регистровая
|
||||||
|
inc ecx
|
||||||
|
mov rax, example
|
||||||
|
; косвенно-регистровая
|
||||||
|
inc byte [rax]
|
||||||
|
; "Индексно-базовая", хотя у меня почти все может быть базой
|
||||||
|
inc byte [rax + rbx]
|
||||||
|
; "Индексно-базовая" со смещением
|
||||||
|
inc byte [rax + rbx + 122]
|
||||||
|
|
||||||
|
; Ну в целом... все
|
||||||
|
mov rax, 60
|
||||||
|
mov rdi, 0
|
||||||
|
syscall
|
||||||
|
|
||||||
139
04-addr-methods/task2.asm
Normal file
139
04-addr-methods/task2.asm
Normal file
@ -0,0 +1,139 @@
|
|||||||
|
global main
|
||||||
|
|
||||||
|
extern printf
|
||||||
|
|
||||||
|
struc timespec ; структура, в которой линукс хранит время. Тут нужна для удобства в будущем
|
||||||
|
.tv_sec: resq 1
|
||||||
|
.tv_nsec: resq 1
|
||||||
|
endstruc
|
||||||
|
|
||||||
|
%include "timer.inc"
|
||||||
|
|
||||||
|
section .note.GNU-stack
|
||||||
|
|
||||||
|
section .data
|
||||||
|
example: times 128 db 127
|
||||||
|
|
||||||
|
section .bss
|
||||||
|
; uses timespec model
|
||||||
|
start: resq 2
|
||||||
|
finish: resq 2
|
||||||
|
deltatime: resq 2
|
||||||
|
|
||||||
|
section .text
|
||||||
|
|
||||||
|
%macro PUSH_M 1-*
|
||||||
|
%rep %0
|
||||||
|
push %1
|
||||||
|
%rotate 1
|
||||||
|
%endrep
|
||||||
|
%endmacro
|
||||||
|
|
||||||
|
%macro RPOP_M 1-*
|
||||||
|
%rotate -1
|
||||||
|
%rep %0
|
||||||
|
pop %1
|
||||||
|
%rotate -1
|
||||||
|
%endrep
|
||||||
|
%endmacro
|
||||||
|
|
||||||
|
%define CLOCK_REALTIME 0
|
||||||
|
%macro TIME_1_000_000 0-1+ ; принимает команду, которую будет пытаться обмерить по времени
|
||||||
|
PUSH_M rax, rdi, rsi, rcx
|
||||||
|
mov rax, 228 ; Время начала
|
||||||
|
mov rdi, CLOCK_REALTIME
|
||||||
|
mov rsi, start
|
||||||
|
syscall
|
||||||
|
RPOP_M rax, rdi, rsi, rcx
|
||||||
|
|
||||||
|
mov rcx, 10000000000; выполняем миллион раз
|
||||||
|
%%loop:
|
||||||
|
%1
|
||||||
|
loop %%loop
|
||||||
|
|
||||||
|
PUSH_M rax, rdi, rsi, rcx
|
||||||
|
mov rax, 228 ; Время конца
|
||||||
|
mov rdi, CLOCK_REALTIME
|
||||||
|
mov rsi, finish
|
||||||
|
syscall
|
||||||
|
RPOP_M rax, rdi, rsi, rcx
|
||||||
|
|
||||||
|
; считаем секунды
|
||||||
|
push rax ; можно было бы оптимизировать, но мне лень макросы переписывать
|
||||||
|
mov rax, [finish + timespec.tv_sec]
|
||||||
|
sub rax, [start + timespec.tv_sec]
|
||||||
|
mov [deltatime + timespec.tv_sec], rax
|
||||||
|
|
||||||
|
; считаем наносекунды
|
||||||
|
mov rax, [finish + timespec.tv_nsec]
|
||||||
|
sub rax, [start + timespec.tv_nsec]
|
||||||
|
jns %%save_result
|
||||||
|
dec qword [deltatime + timespec.tv_sec] ; занимаем миллиард наносекунд
|
||||||
|
add rax, 1000000000 ; прибавляем занятый разряд
|
||||||
|
%%save_result:
|
||||||
|
mov [deltatime + timespec.tv_nsec], rax
|
||||||
|
pop rax
|
||||||
|
%endmacro
|
||||||
|
|
||||||
|
%macro PRINT_DELTATIME 1
|
||||||
|
;sub rsp, 8
|
||||||
|
mov rdi, str_template
|
||||||
|
mov rsi, %1
|
||||||
|
mov rdx, [deltatime + timespec.tv_sec]
|
||||||
|
mov rcx, [deltatime + timespec.tv_nsec]
|
||||||
|
call printf
|
||||||
|
;add rsp, 8
|
||||||
|
%endmacro
|
||||||
|
|
||||||
|
main:
|
||||||
|
push rbp
|
||||||
|
mov rbp, rsp
|
||||||
|
sub rsp, 16
|
||||||
|
xor rax, rax ; поскольку приходим сюда из компилятора, лучше обнулить
|
||||||
|
TIME_1_000_000
|
||||||
|
PRINT_DELTATIME nop_command
|
||||||
|
|
||||||
|
TIME_1_000_000 inc rax
|
||||||
|
PRINT_DELTATIME reg_command
|
||||||
|
|
||||||
|
mov rax, example
|
||||||
|
TIME_1_000_000 inc byte [rax]
|
||||||
|
PRINT_DELTATIME rel_reg
|
||||||
|
|
||||||
|
mov rax, example
|
||||||
|
xor rbx, rbx
|
||||||
|
TIME_1_000_000 inc byte [rax + rbx]
|
||||||
|
PRINT_DELTATIME ind_base
|
||||||
|
|
||||||
|
mov rax, example
|
||||||
|
xor rbx, rbx
|
||||||
|
TIME_1_000_000 inc byte [rax + rbx + 122]
|
||||||
|
PRINT_DELTATIME ind_base_disp
|
||||||
|
|
||||||
|
; Под конец давайте посчитаем тактовую частоту на примере той же самой команды
|
||||||
|
rdtsc
|
||||||
|
mov [rbp - 4], edx
|
||||||
|
mov [rbp - 8], eax
|
||||||
|
mov rcx, 10000000000
|
||||||
|
mov rax, example
|
||||||
|
xor rbx, rbx
|
||||||
|
.loop:
|
||||||
|
inc byte [rax + rbx + 122]
|
||||||
|
loop .loop
|
||||||
|
rdtsc
|
||||||
|
sub eax, [rbp - 8]
|
||||||
|
sbb edx, [rbp - 4]
|
||||||
|
mov [rbp - 8], eax
|
||||||
|
mov [rbp - 4], edx
|
||||||
|
|
||||||
|
mov [rbp - 16], rsp
|
||||||
|
and rsp, -16
|
||||||
|
mov rdi, tick_count
|
||||||
|
mov rsi, [rbp - 8]
|
||||||
|
call printf
|
||||||
|
|
||||||
|
mov rsp, rbp
|
||||||
|
pop rbp
|
||||||
|
xor rax, rax ; сообщаем gcc, что все закончилось успешно
|
||||||
|
ret
|
||||||
|
|
||||||
96
04-addr-methods/task3.asm
Normal file
96
04-addr-methods/task3.asm
Normal file
@ -0,0 +1,96 @@
|
|||||||
|
global fill_arr1
|
||||||
|
global fill_arr2
|
||||||
|
|
||||||
|
section .note.GNU-stack
|
||||||
|
|
||||||
|
section .text
|
||||||
|
|
||||||
|
%macro PUSH_M 1-*
|
||||||
|
%rep %0
|
||||||
|
push %1
|
||||||
|
%rotate 1
|
||||||
|
%endrep
|
||||||
|
%endmacro
|
||||||
|
|
||||||
|
%macro RPOP_M 1-*
|
||||||
|
%rotate -1
|
||||||
|
%rep %0
|
||||||
|
pop %1
|
||||||
|
%rotate -1
|
||||||
|
%endrep
|
||||||
|
%endmacro
|
||||||
|
|
||||||
|
fill_arr1:
|
||||||
|
push rbp
|
||||||
|
mov rbp, rsp
|
||||||
|
PUSH_M rdi, rsi, rdx
|
||||||
|
; Вычисляем сколько числе в строке
|
||||||
|
mov rax, [rbp - 16]
|
||||||
|
xor rdx, rdx
|
||||||
|
div qword [rbp - 24]
|
||||||
|
push rax ; сохраняем в локальные переменные. rbp - 32
|
||||||
|
; Вычисляем сколько проходов цикла необходимо
|
||||||
|
mov rax, [rbp - 24]
|
||||||
|
xor rdx, rdx
|
||||||
|
mov rcx, 2
|
||||||
|
div rcx
|
||||||
|
push rax ; rbp-40
|
||||||
|
|
||||||
|
; Надеюсь rdi не успел поменяться
|
||||||
|
; заполняем память
|
||||||
|
push rbx
|
||||||
|
mov rbx, [rbp - 32]
|
||||||
|
mov rcx, [rbp - 40]
|
||||||
|
mov rax, 777 ; специально такое число, чтобы выделялось
|
||||||
|
.next_row:
|
||||||
|
push rcx
|
||||||
|
mov rcx, [rbp - 32]
|
||||||
|
rep stosd
|
||||||
|
lea rdi, [rdi + 4 * rbx] ; пропускаем строку
|
||||||
|
pop rcx
|
||||||
|
loop .next_row
|
||||||
|
pop rbx
|
||||||
|
|
||||||
|
add rsp, 16 ; чистим 2 доп переменные, образовавшиеся в процессе вычислений
|
||||||
|
RPOP_M rdi, rsi, rdx
|
||||||
|
pop rbp
|
||||||
|
ret
|
||||||
|
|
||||||
|
fill_arr2:
|
||||||
|
push rbp
|
||||||
|
mov rbp, rsp
|
||||||
|
PUSH_M rdi, rsi, rdx
|
||||||
|
; Вычисляем сколько числе в строке
|
||||||
|
mov rax, [rbp - 16]
|
||||||
|
xor rdx, rdx
|
||||||
|
div qword [rbp - 24]
|
||||||
|
push rax ; сохраняем в локальные переменные. rbp - 32
|
||||||
|
; Вычисляем сколько проходов цикла необходимо
|
||||||
|
mov rax, [rbp - 24]
|
||||||
|
xor rdx, rdx
|
||||||
|
mov rcx, 2
|
||||||
|
div rcx
|
||||||
|
push rax ; rbp-40
|
||||||
|
|
||||||
|
; Надеюсь rdi не успел поменяться
|
||||||
|
; заполняем память
|
||||||
|
push rbx
|
||||||
|
mov rbx, [rbp - 32]
|
||||||
|
mov rcx, [rbp - 40]
|
||||||
|
mov rax, 777 ; специально такое число, чтобы выделялось
|
||||||
|
.next_row:
|
||||||
|
push rcx
|
||||||
|
mov rcx, [rbp - 32]
|
||||||
|
.fill:
|
||||||
|
mov [rdi], rax
|
||||||
|
lea rdi, [rdi + 4]
|
||||||
|
loop .fill
|
||||||
|
lea rdi, [rdi + 4 * rbx] ; пропускаем строку
|
||||||
|
pop rcx
|
||||||
|
loop .next_row
|
||||||
|
pop rbx
|
||||||
|
|
||||||
|
add rsp, 16 ; чистим 2 доп переменные, образовавшиеся в процессе вычислений
|
||||||
|
RPOP_M rdi, rsi, rdx
|
||||||
|
pop rbp
|
||||||
|
ret
|
||||||
43
04-addr-methods/task3.c
Normal file
43
04-addr-methods/task3.c
Normal file
@ -0,0 +1,43 @@
|
|||||||
|
#include <stdio.h>
|
||||||
|
#include <time.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
extern void fill_arr1(int* arr, size_t size, size_t row_count);
|
||||||
|
extern void fill_arr2(int* arr, size_t size, size_t row_count);
|
||||||
|
|
||||||
|
double measure_fill_time(void(*function)(int*, size_t, size_t), int* arr, size_t size, size_t row_count)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
const size_t times = 10000000;
|
||||||
|
clock_t begin = clock();
|
||||||
|
for (size_t i = 0; i < times; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
function(arr, size, row_count);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
clock_t end = clock();
|
||||||
|
return (double)(end - begin)/(CLOCKS_PER_SEC);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int main()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
const int arr_size = 256;
|
||||||
|
int array1[arr_size];
|
||||||
|
|
||||||
|
printf("String methods took %fs to loop 10,000,000 times\n", measure_fill_time(fill_arr1, array1, arr_size, 16));
|
||||||
|
|
||||||
|
for (size_t i = 0; i < arr_size; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
printf("%d ", array1[i]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
printf("\b \n");
|
||||||
|
|
||||||
|
int array2[arr_size];
|
||||||
|
|
||||||
|
printf("Lea methods took %fs on to loop 10,000,000 times\n", measure_fill_time(fill_arr2, array2, arr_size, 16));
|
||||||
|
for (size_t i = 0; i < arr_size; i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
printf("%d ", array2[i]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
printf("\b \n");
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
13
04-addr-methods/timer.inc
Normal file
13
04-addr-methods/timer.inc
Normal file
@ -0,0 +1,13 @@
|
|||||||
|
|
||||||
|
section .data
|
||||||
|
str_template: db "Command %s took %lld seconds and %lld nanoseconds to execute 1 000 000 000 times", 10, 0
|
||||||
|
template_len equ $-str_template
|
||||||
|
|
||||||
|
nop_command: db '`empty loop`', 0
|
||||||
|
reg_command: db '`inc ebx`', 0
|
||||||
|
rel_reg: db '`inc byte [rax]`', 0
|
||||||
|
ind_base: db '`inc byte [rax + rbx]`', 0
|
||||||
|
ind_base_disp: db '`inc byte [rax + rbx + 122]`', 0
|
||||||
|
|
||||||
|
tick_count: db 'Last command also took %lli ticks to complete', 10, 0
|
||||||
|
|
||||||
Reference in New Issue
Block a user