10 Commits

Author SHA1 Message Date
8fc6112f58 docs: пояснил по поводу Makefile в README 2024-09-24 12:17:40 +03:00
23b82657d4 docs: внес маленькое пояснение в README 2024-09-24 12:11:54 +03:00
78a4638401 fix: исправлено форматирование вывода 2024-09-24 12:06:11 +03:00
e1aeb3f2df feat: сделан первый прототип решения
Прототип еще не тестировался
2024-09-23 20:45:46 +03:00
ed21dfe07a fix: исправил работу с циклами 2024-09-23 18:49:23 +03:00
6c1198df73 sync: прописал часть логики для 4 пункта 2024-09-22 23:57:16 +03:00
58897fedb7 feat: добавлена процедура pollin 2024-09-22 22:07:18 +03:00
51e220410a feat: добавлено несколько полезных функций для решения 4 пункта 2024-09-22 17:55:49 +03:00
49d3c02d7d feat: task2 создан
Решен второй пункт в виде ассемблерного кода, однако он отформатирован вполне определенным образом
2024-09-22 15:27:21 +03:00
daec968bcb feat(utils): для чуть большего удоства написал Makefile
По факту он просто линкует одиночный файл ассемблерного кода и не подшивает никаких зависимостей. Весьма ситуативная фигня, но немного экономит время
2024-09-22 13:18:59 +03:00
7 changed files with 323 additions and 141 deletions

13
03-asm-bios/Makefile Normal file
View 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))

View File

@ -2,3 +2,13 @@
## Ассемблер и функции BIOS
В этой работе намного проще посмотреть непосредственно решения и почитать комментарии к коду, чем читать теоретическое приложение к работе. Если вам все же что-то не понятно - кидайте в issues
Впрочем зная, что основная масса народу не будет делать эту лабу так, как сделал ее я, сюда вряд ли кто-то заглянет)
### Касаемо Makefile
Для того чтобы не писать много команд для однотипной и монотонной сборки проекта, был написан простой Makefile. Однако работает он следующим образом: он принимает название цели сборки и ищет файл с именем цели и расширением .asm. Если не находит - не собирает цель.
Важно заметить, что он не умеет линковать другие файлы в ассемблер, потому что написан был не для этого. Он просто берет голый файл на NASM (обязательно) и выдает 64-битный ELF из этого единственного файла. Если вам необходимо что-то прилинковать к ассемблеру, то увы, придется собирать проект вручную или менять этот makefile

81
03-asm-bios/task2.asm Normal file
View File

@ -0,0 +1,81 @@
global _start
%define STDIN 0
%define STDOUT 1
%define STDERR 2
section .data
src db 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0
src_size equ $-src
; резервируем 1 килобайт для буффера ввода и вывода
; также в отдельной переменной сохраняем размер этого буфера
print_buf: times 1024 db 0
buf_size equ $-print_buf
section .text
%macro DIGIT_TO_ASCII 1 ; макрос, принимающий один регистр
add %1, '0'
%endmacro
%macro PUSH_M 1-* ; push many; пушит в порядке следования
%rep %0
push %1
%rotate 1
%endrep
%endmacro
%macro POP_M 1-* ; pop many. читает в порядке следования
%rep %0
pop %1
%rotate 1
%endrep
%endmacro
%macro RPOP_M 1-* ; pop many. читает в обратном порядке
%rotate -1
%rep %0
pop %1
%rotate -1
%endrep
%endmacro
; Передачу аргументов будем делать при помощи ABI - стандартная практика для linux
; Аргументы передаются в следующем порядке: rdi, rsi, rdx, rcx, r8, r9. Все, что не влезло, пушится в стек
; У передачи через стек тоже есть особенности, но их мы пока касаться не будем
print_from_buf: ; word -> void
PUSH_M rax, rsi, rdx, rdi ; сохраним регистры, которые точно попортим
mov rdx, rdi ; сколько выводить, в rdi содержится единственный аргумент
mov rsi, print_buf ; откуда выводить. Адрес буфера
mov rdi, STDOUT; куда выводить. Дескриптор файла. В нашем случае стандартного вывода
mov rax, 1
syscall
RPOP_M rax, rsi, rdx, rdi ; вернем значения регистров
ret
_start:
mov rcx, src_size
mov rsi, src
mov rdi, print_buf
xor rax, rax ; обнуляем регистр
.transfer: ; в цикле передаем данные, попутно конвертируя их в ascii
lodsb
DIGIT_TO_ASCII rax
stosb
loop .transfer
mov [rdi + 1], BYTE `\n` ; Чтобы система не ругалась на отсутствие переноса
mov rdi, src_size
call print_from_buf
exit:
mov rax, 60
mov rdi, 0
syscall

219
03-asm-bios/task4.asm Normal file
View File

@ -0,0 +1,219 @@
global _start
%define STDIN 0
%define STDOUT 1
%define STDERR 2
section .data
; резервируем 1 килобайт для буффера ввода и вывода
; также в отдельной переменной сохраняем размер этого буфера
print_buf: times 1024 db 0
buf_size equ $-print_buf
input_buf: times 1024 db 0 ; буфер, в который будут читаться символы со стандартного ввода
input_size equ $-input_buf
array: times 512 dq 0 ; молимся, чтобы никому не пришло в голову писать так много
arr_size equ $-array
; Для poll
%define POLLIN 0x001 ; Есть ли что почитать с буфера ввода. Понадобится для продолжения ввода
input_pollfd: dd STDIN
dw POLLIN
revents: dw 0 ; возвращаемые события
section .text
%macro DIGIT_TO_ASCII 1 ; макрос, принимающий один аргумент (регистр или память)
add %1, '0'
%endmacro
%macro ASCII_TO_DIGIT 1 ; макрос, принимающий один аргумент (регистр или память)
sub %1, '0'
%endmacro
%macro PUSH_M 1-* ; push many; пушит в порядке следования
%rep %0
push %1
%rotate 1
%endrep
%endmacro
%macro POP_M 1-* ; pop many. читает в порядке следования
%rep %0
pop %1
%rotate 1
%endrep
%endmacro
%macro RPOP_M 1-* ; pop many. читает в обратном порядке
%rotate -1
%rep %0
pop %1
%rotate -1
%endrep
%endmacro
%macro PUSHR8 1; закинуть восьмибитный регистр в стек
dec rsp
mov [rsp], %1
%endmacro
; Передачу аргументов будем делать при помощи ABI - стандартная практика для linux
; Аргументы передаются в следующем порядке: rdi, rsi, rdx, rcx, r8, r9. Все, что не влезло, пушится в стек
; У передачи через стек тоже есть особенности, но их мы пока касаться не будем
clean_print_buf: ; none -> void
PUSH_M rax, rcx, rdi
mov rcx, buf_size
mov rdi, print_buf
xor rax, rax ; будем заносить нули во всю память
rep stosb
RPOP_M rax, rcx, rdi
ret
print_from_buf: ; qword -> void; пытается вывести данные из буфера. аргумент не может быть больше 1024
PUSH_M rax, rsi, rdx, rdi ; сохраним регистры, которые точно попортим
mov rdx, rdi ; сколько выводить, в rdi содержится единственный аргумент
mov rsi, print_buf ; откуда выводить. Адрес буфера
mov rdi, STDOUT; куда выводить. Дескриптор файла. В нашем случае стандартного вывода
mov rax, 1
push rcx
syscall
pop rcx
RPOP_M rax, rsi, rdx, rdi ; вернем значения регистров
ret
read_to_buf: ; none -> void. Пытается заполнить буфер из стандартного ввода
PUSH_M rdi, rsi, rdx
mov rdi, STDIN ; откуда читать (дескриптор файла)
mov rsi, input_buf ; куда читать
mov rdx, input_size ; Сколько пытаемся читать
mov rax, 0 ; системный вызов чтения
syscall
RPOP_M rdi, rsi, rdx ; rax содержит количество прочитанных байт, а это важно
ret
poll_stdin:
PUSH_M rdi, rsi, rdx
mov rsi, 1 ; следим только за одним потоком
mov rax, 7 ; poll syscall
mov rdi, input_pollfd
mov rsi, 1 ; одна структура данных (изначально просто вызов принимает кучу таких)
mov rdx, 0 ; не ждать
syscall
RPOP_M rdi, rsi, rdx
ret
print_number: ; qword (rdi) -> void
; наша задача - сформировать массив символов.
; Ну а раз мы не знаем точно сколько их будет, формировать его будем прямо в стеке. нам повезло, что он растет вниз
; Нам очень повезло, что он растет вниз
; создадим 2 локальные переменные - одну для размера массива, другую для делителя
push rbp
PUSH_M rdx, rdi, rsi ; сохранять регистры обязательно надо до того, как писать в стек символы
; создаем базу для адресации. Тогда первая будет на rbp - 8 - делитель, а вторая на rbp - 16 - количество
mov rbp, rsp
; [WARNING] тут надо будет сохранить регистры
push rsp ; сохраню, потому что после всей вакханалии я концов не сыщу
sub rsp, 16 ; выделяем место под 3 переменные
mov qword [rbp - 16], 10 ; пусть и жирно, но операнд обязан быть 64 разрядным для корректного деления
mov qword [rbp - 24], 0 ; счетчик
mov rax, rdi
push byte 0 ; при выводе он ориентируется на это как на конец строки
.division_loop:
xor rdx, rdx ; обнулим найденый остаток. (он просто еще и при делении принимает участие)
div qword [rbp - 16]
DIGIT_TO_ASCII dl
PUSHR8 dl ; поскольку в процессор не завезли возможность закинуть в стек 8 битный регистр, я им немного помог макросами
inc qword [rbp - 24] ; увеличиваем счетчик на единицу
test rax, rax ; делает and поразрядное с самим собой. Меня интересует, лежит ли в rax ноль
jnz .division_loop ; если в rax не ноль, то продолжаем цикл
; выводим число
mov rax, 1
mov rdi, STDOUT
mov rsi, rsp
mov rdx, [rbp-24] ; уже не надо очищать, потому что в конце я просто восстановлю как было
push rcx
syscall
pop rcx
mov rsp, [rbp - 8]
RPOP_M rdx, rdi, rsi
pop rbp
ret
_start:
mov rbp, rsp
; Создадим 2 локальные переменные для аккумулятора размером 8 байт и для математических нужд 8 байт.
; аккумулятор будет по адресу rbp - 8, а временная по rbp - 16
sub rsp, 16
; потом я не удержался и завел еще одну переменную - сколько мы успели написать в массив
sub rsp, 2 ; массив все равно размером всего 512, делать переменную больше нет смысла. rbp - 18
mov rsi, input_buf
mov rdi, array
.read_loop:
call read_to_buf ; системный вызов read вернет количество прочитаных байтов
mov rcx, rax ; сколько байтов прочиталось, столько и обработаем
; обработаем информацию
xor rax, rax ; обнулим на всякий пожарный
jmp .read_byte
.separator_occured:
dec rcx
mov rax, [rbp - 8]
stosq
xor rax, rax
inc word [rbp - 18]
mov qword [rbp - 8], 0
test rcx, rcx
jz .check_buf
.read_byte: ; цикл чтения
lodsb
; проверим, цифра ли это. Если нет, то записываем в память то, что хранилось в локальной переменной
cmp al, '0'
jl .separator_occured
cmp al, '9'
jg .separator_occured
ASCII_TO_DIGIT al ; Если цифра, то конвертируем ее из ascii
; Поскольку умножение и деление можно сделать только через регистр, придется извратиться
PUSH_M rax, rdx
mov rax, [rbp - 8]
mov qword [rbp - 16], 10
mul qword [rbp - 16]
mov [rbp - 8], rax
RPOP_M rax, rdx
add [rbp - 8], rax ; результат деления запишем в локальную переменную
loop .read_byte ; читаем буфер ввода до конца
.check_buf:
call poll_stdin
test dword [revents], POLLIN
jnz .read_loop
; Теперь выведем прочитанный массив на экран
xor rcx, rcx
mov cx, [rbp - 18]
mov rsi, array
call clean_print_buf
.output_loop:
lodsq
mov rdi, rax
call print_number
mov byte [print_buf], ' '
mov rdi, 1
call print_from_buf ; печатаем ровно 1 пробел
loop .output_loop
mov byte [print_buf], `\n`
mov rdi, 1
call print_from_buf
exit:
mov rax, 60
mov rdi, 0
syscall

View File

@ -2,5 +2,3 @@
## Подпрограммы и передача параметров
Я делаю вариант 7, потому что так сказали купики

View File

@ -1,111 +0,0 @@
global task_regs
global task_stack
global task_stack_wrapper
section .note.GNU-stack
section .text
task_regs: ; rdi - указатель первое на число, rsi - указатель второе на число, rdx - результат
push rax
mov rax, [rdi]
mov [rdx], rax
mov rax, [rdi + 8]
mov [rdx + 8], rax
mov rax, [rsi + 8]
add [rdx + 8], rax
mov rax, [rsi]
adc [rdx], rax
pop rax
ret
task_stack_wrapper: ;rdi - указатель, rsi - сколько
push rbp
mov rbp, rsp
push rdi
push rsi
shr rsi, 3 ; делим на 8 в ускоренном порядке. (приводим к байтам)
; вычитаем 2 раза так как поверьте, циклы городить намного труднее
sub rsp, rsi
sub rsp, rsi
sub rsp, rsi
sub rsp, rsi
; сыграем в чихарду
mov rcx, rsi
shl rcx, 2 ; сносим 2 числа, поэтому байтов в 2 раза больше + по 2 числа на число
mov rsi, rdi
mov rdi, rsp
rep movsb
; закинем байт разрядности
;push si
;shl word [rsp], 8
dec rsp
mov al, [rbp - 16]
mov [rsp], al
;add rsp, 1
; вызов
call task_stack
; восстанавливаемся
add rsp, 1 ; pачищаем разрядность
; Циклы, как я уже и говорил, я делать отказываюсь
mov rcx, [rbp - 16]
shr rcx, 1 ; делим на 8 умножаем на 4, того множим на 2
add rsp, rcx ; затираем бедный стек
pop rsi
pop rdi
pop rbp
ret
task_stack: ; разрядность - 1 байт. Дальше читаем сколько надо. Читает в 2 раза больше разрядности
push rbp
mov rbp, rsp
mov al, [rbp + 16]
test al, 64
jnz .64bit
test al, 32
jnz .32bit
test al, 16
jnz .16bit
test al, 8
.8bit:
xor rax, rax
mov al, [rbp + 17]
mov ah, [rbp + 18]
mov cl, [rbp + 19]
mov ch, [rbp + 20]
add al, cl
adc ah, ch
jmp .end
.16bit:
xor rax, rax
mov ax, [rbp + 23] ; старшая
mov dx, [rbp + 21] ; младшая
mov cx, [rbp + 17] ; младшая
mov bx, [rbp + 19] ; старшая
;add cx, bx
;adc ax, dx
add dx, cx
adc ax, bx
pushfq ; Сохраним флаги на всякий
sal eax, 16
mov ax, dx
popfq
jmp .end
.32bit:
xor rax, rax
; Не выровнянные данные - vae soli, но тут уже оставлю talis qualis, мне влом
mov eax, [rbp + 21] ; старшая часть 1-го
mov edx, [rbp + 29] ; старшая часть 2-го
mov ecx, [rbp + 17] ; младшая
mov ebx, [rbp + 25] ;младшая
add ecx, ebx
adc eax, edx
pushfq ; Сохраним флаги на всякий
sal rax, 32
mov eax, ecx
popfq
jmp .end
.64bit:
;crush
.end:
pop rbp
ret

View File

@ -1,28 +0,0 @@
#include <stdio.h>
typedef struct
{
unsigned long h;
unsigned long l;
} LongNum;
typedef unsigned char byte;
extern void task_regs(LongNum* a, LongNum* b, LongNum* result);
extern unsigned long task_stack(); // Для передачи через Си потребуется функцкия-обертка
extern unsigned long task_stack_wrapper(void* nums, byte bits);
int main()
{
LongNum a = { 0x00000000, 0x01000000}; // По факту передача через стек)
LongNum b = { 0x10100010, 0x0900000f};
LongNum c;
task_regs(&a, &b, &c);
printf("new big num is %lx %lx\n", c.h, c.l); // Проверим, что сложили +- корректно
short int nums[4] = {88, 0, 11, 0}; // Порядок такой в демонстрационных целях
unsigned long new = task_stack_wrapper(nums, (sizeof(short int) * 8)); // Тут я лишь иммитирую что числа не влезают. По факту же все отлично лезет
printf("stacked number is %lu and should be 99\n", new);
return 0;
}