01-asm-basics/README.md

@@ -139,3 +139,8 @@ void set_input_mode()
 
 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
 
+## Замеры времени ассемблерной команды
+
+Мне лабораторную работу зачли и без этой части, но если кто-то будет сдавать ему лабу так же как и я, такое возможно не проканает, поэтому для решения задачи замера приложен файлик time.asm (по крайней мере должен быть, если я не забыл). В нем в комментариях я постарался пояснить все этапы замера времени. Но для базового понимания придется сделать некоторые пояснения относительно организационных решений. В методичке преподаватели предпочли обратиться к чтению из промапаной области памяти BIOS, так называемой BIOS data area. Неплохой вариант, если есть прямой доступ к памяти устройства, поскольку BIOS хранит в памяти довольно много полезных данных. Однако из пользовательских программ простучать эту память не получается, потому что linux будет выдавать ошибку даже если такие программы запускать под рутом.
+
+Однако как же тогда получать время и делать другие манипуляции? Довольно просто на самом деле - системными вызовами. Системный вызов - это программное прерывание, которое просит операционную систему в режиме ядра выполнить какую-то работу: получить время, установить время, поменять разрешения на порты, сменить режимы терминала и очень многое другое вплоть до создания X-server'а. Найти системные вызовы можно прогуглив `linux syscalls table`. От себя порекомендую этот [сайт](https://syscalls.mebeim.net/?table=x86/64/x64/latest). Они вытаскивают системные вызовы из каждой версии ядра. Также возможный, пусть и требующий значительно больше знаний вариант - посмотреть стандартную библиотеку вашего компилятора C. Дело в том, что сам язык C довольно мал и весь его огромный функционал завязан на не таком уж и большом количестве зарезервированных слов и конструкций. В целом сопоставление между C и ассемблером, если компилировать без оптимизаций компилятора (`-O0`), выходит довольно однозначное. И эта же особенность заставляет постоянно переписывать те библиотеки в C, которые зависят от системы или архитектуры. **Не мудрено, что и системные вызовы тоже хранятся где-то в заголовках**. Однако я тут ничего не подскажу, так как так и не понял, где эти номера нормально записаны. Если вы знаете - пишите.

01-asm-basics/time.asm

@@ -1,10 +1,21 @@
+; Эта директива делает функцию видимой.
+; По умолчанию в ассемблере используется _start,
+; но поскольку для вывода на экран я пользуюсь
+; С'шной функцией prinf, для корректного подключения библиотек на этапе линковки
 global main
 
+; Объявляю, что буду ссылаться на метку printf, которой нет внутри кода программы
+; extern вообще обзначает, что метка объявлена где-то еще
 extern printf
 
+; тут объявлен макрос CLOCK_REALTIME, который на этапе ассемблирования заменится на число 0
+; Использован он тут, так как является clock_id, о котором будет сказано позже. И я не уверен
+; что на всех системах это число будет одинаково. Свое я посмотрел в файлах компилятора.
 %define CLOCK_REALTIME 0
 
-; struct timespec { time_t tv_sec; long tv_nsec; }
+; так в ассемблере задаются структуры. Существуют они лишь на уровне препроцессора
+; да и применение их весьма специфично. Но подробнее лучше погуглите
+; struct timespec { time_t tv_sec; long tv_nsec; } - это шаблон из C
 struc timespec
   .tv_sec: resq 1
   .tv_nsec: resq 1
@@ -12,18 +23,23 @@ endstruc
 
 section .note.GNU-stack ; чтобы не жаловался линкер
 
+; Секция с данными, ее особенность в том, что нужно указать лишь сколько нужно зарезервировать
 section .bss
-
-start: ; uses timespec model
-  times 2 resq 1
+; вообще можно было бы использовать istruc и создать эти 2 структуры в .data, но я решил,
+; что не хочу тратить время на инициализацию того, что и так будет перезаписано
+; обе эти инструкции просто нужны чтобы застолбить по 16 памяти на каждый замер времени
+; потому что time_t и long имеют размер 8 байт, а поля 2
+start:
+  resq 2
 
 finish:
-  times 2 resq 1
+  resq 2
 
+; Секция с данными, которые заранее заполняются чем-то
 section .data
 
-  fstring db "Operations took %ul seconds and %ul milliseconds", 10, 0
-  flen equ $-fstring
+  fstring db "Operations took %ul seconds and %ul nanoseconds", 10, 0 ; строки стиля C должны оканчиваться нулем
+  flen equ $-fstring ; длина строки. $ - это текущий адрес. Подробнее не буду рассказывать - мне лень
 
 section .text
 
@@ -33,13 +49,15 @@ main: ; лично в моей системе time_t представляет и
   mov rsi, start
   syscall
 
-  ; insert your code here
-  mov rcx, 20000
+  ; здесь место для кода под замер времени
+  mov rcx, 20000 ; сколько раз нужно прогнать цикл
 
+  ; цикл
   looper:
   mov rax, start
-  loop looper
+  loop looper ; про это чуть позже узнаете
 
+  ; замеряем время второй раз
   mov rax, 228
   mov rdi, CLOCK_REALTIME
   mov rsi, finish
@@ -50,18 +68,30 @@ main: ; лично в моей системе time_t представляет и
   mov rsi, [finish + timespec.tv_sec]
   sub rsi, [start + timespec.tv_sec]
 
-  ; миллисекунды
+  ; наносекунды
   mov rdx, [finish + timespec.tv_nsec]
   sub rdx, [start + timespec.tv_nsec]
 
+  ; вызываем функцию printf. Согласно соглашению о вызовах fastcall
+  ; при вызове функций для передачи аргументов используются регистры по порядку следования аргументов
+  ; rdi, rsi, rdx, rcx, r8, r9, а остальные пушатся в ассемблер.
+  ; Свои заморочки там с числами с плавающей точкой, но об этом не сейчас
   mov rdi, fstring
   mov rax, 0
+  ; Вот тут все во имя выравнивания стека. Об этом я сейчас рассказывать не буду, только если попросят в readme чиркану
   sub rsp, 8
+  ; собственно вызов функции. На самом деле это обычный jmp, который предварительно пушит в стек адрес возврата.
+  ; в будущем будьте аккуратнее с этими приколами, потому что при встрече ключевого слова ret ассемблер всегда.
+  ; подчеркиваю ВСЕГДА прочитает 8 байт со стека и передаст туда управление. И как бы что там будет - одному богу ведомо
+  ; Так что в ваших же интересах следить за тем, чтобы в стеке лежали правильные байты
   call printf
+  ; поскольку выравнивание больше не нужно, возвращаем стек в исходное состояние
   add rsp, 8
 
 exit:
+  ; Тут происходит системный вызов выхода из приложения. Если его не увидит 
+  ; linux, то он решит, что программа завершилась аварийно
   mov rax, 60
-  mov rdi, 0
+  mov rdi, 0 ; код ошибки. если вернется 0 - считается, что ошибок не произошло
   syscall