solutions/01-asm-basics

Лабораторная работа 1

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:

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)

struct termios saved_attributes;

Далее сразу напишем функцию для восстановления

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

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] = 1;
  tcsetattr (STDIN_FILENO, TCSAFLUSH, &tattr);
}