Рубрика «ассемблер» - 12

image

Да-да, именно «байт» и именно по индейски (не по индийски). Начну по порядку. В последнее время тут, на Хабре, стали появляться статьи о байт-коде. А когда-то давным-давно я развлекался тем, что писал форт-системы. Конечно, на ассемблере. Они были 16-ти разрядными. На x86-64 никогда не программировал. Даже с 32 поиграться не удалось. Вот и пришла такая мысль — а почему бы нет? Почему бы не замутить 64х разрядный форт, да ещё с байт-кодом? Да еще и на Linux, где я тоже ничего системного не писал.

У меня есть домашний сервер с Linux. В общем, я немного погуглил и узнал, что ассемблер на Linux называется GAS, а команда as. Подключаюсь по SSH к серверу, набираю as — есть! Он у меня уже установлен. Ещё нужен компоновщик, набираю ld — есть! Вот так, и попробуем написать что-нибудь интересное на ассемблере. Без цивилизации, только лес, как у настоящих индейцев :) Без среды разработки, только командная строка и Midnight Commander. Редактор будет Nano, который висит у меня на F4 в mc. Как там поет группа «Ноль»? Настоящему индейцу нужно только одного… Что еще нужно настоящему индейцу? Конечно, отладчик. Набираем gdb — есть! Ну что же, нажмем Shift+F4, и вперед!
Читать полностью »

В предыдущей статье(ссылка) я рассказал о базовой концепции гипервизора, основанного на технологии аппаратной виртуализации Intel. Теперь же я предлагаю расширить возможности гипервизора добавив поддержку многопроцессорной архитектуры (SMP), а также рассмотреть пример того, как гипервизор может вносить изменения в работу гостевой ОС.

Все дальнейшие действия будут проводится на PC со следующей конфигурацией:
CPU: Intel Core i7 5820K
Motherboard: Asus X99-PRO
Ram: 16GB
Гостевая ОС: Windows 7 x32 с отключенным PAE
Читать полностью »

CPU Design: Эзотерический язык LMCode - 1
Часть I
Часть II
Часть III
Часть IV

Эта статья посвящена созданию интерпретатора некого эзотерического языка LMCode, в основе которого лежит архитектура Little Man Computer. О Little Man Computer можно прочитать в предыдущих статьях.

  • Пусть команде INP соответствует ,
  • команде OUT соответствует .
  • команде ADD соответствует +
  • команде SUB соответствует
  • команде STA соответствует ~
  • команде LDA соответствует ^

Напишем программу, которая загружает число из устройства ввода в аккумулятор, сохраняет число в памяти, прибавляет число из памяти к аккумулятору (удваивает число), и выводит удвоенное число в устройство вывода.

На ассемблере LMC эта программа будет выглядеть так (начальной ячейкой пусть будет 20)

 INP
 STA 20
 ADD 20 
 OUT

Читать полностью »

Софту мы не доверяем уже давно, и поэтому осуществляем его аудит, проводим обратную инженерию, прогоняем в пошаговом режиме, запускаем в песочнице. Что же насчёт процессора, на котором выполняется наш софт? – Мы слепо и беззаветно доверяем этому маленькому кусочку кремния. Однако современное железо имеет те же самые проблемы, что и софт: секретную недокументированную функциональность, ошибки, уязвимости, малварь, трояны, руткиты, бэкдоры.

Бэкдоры в микрокоде ассемблерных инструкций процессоров x86 - 1

ISA (Instruction Set Architecture) x86 – одна из самых долгих непрерывно изменяющихся «архитектур набора команд» в истории. Начиная с дизайна 8086, разработанного в 1976 году, ISA претерпевает постоянные изменения и обновления; сохраняя при этом обратную совместимость и поддержку исходной спецификации. За 40 лет своего взросления, архитектура ISA обросла и продолжает обрастать множеством новых режимов и наборов инструкций, каждый из которых добавляет к предшествующему дизайну, и без того перегруженному, новый слой. Из-за политики полной обратной совместимости, в современных процессорах x86 присутствуют даже те инструкции и режимы, которые на сегодняшний день уже преданы полному забвению. В результате мы имеем архитектуру процессора, которая представляет собой сложно переплетающийся лабиринт новых и античных технологий. Такая чрезвычайно сложная среда – порождает множество проблем с кибербезопасностью процессора. Поэтому процессоры x86 не могут претендовать на роль доверенного корня критической киберинфраструктуры.

Читать полностью »

Я часто слышал, что для понимания работы компьютера люди предлагают изучать C. Это хорошая мысль? Вы уверены? Сразу изложу выводы статьи, просто для абсолютной ясности:

  • C — это не то, «как работает компьютер».
  • Не думаю, что большинство людей говорят буквально, так что это неважно.
  • Понимание контекста означает, что учить С по этой причине всё еще может иметь смысл, в зависимости от ваших целей.

Я планирую написать ещё две статьи с более подробным объяснением выводов, но этого уже достаточно. Добавлю сюда ссылки, когда статьи выйдут.
Читать полностью »

В наше время редко возникает необходимость писать на чистом ассемблере, но я определённо рекомендую это всем, кто интересуется программированием. Вы увидите на вещи под иным углом, а навыки пригодятся при отладке кода на других языках.

В этой статье мы напишем с нуля калькулятор обратной польской записи (RPN) на чистом ассемблере x86. Когда закончим, то сможем использовать его так:

$ ./calc "32+6*" # "(3+2)*6" в инфиксной нотации
30

Весь код для статьи здесь. Он обильно закомментирован и может служить учебным материалом для тех, кто уже знает ассемблер.

Начнём с написания базовой программы Hello world! для проверки настроек среды. Затем перейдём к системным вызовам, стеку вызовов, стековым кадрам и соглашению о вызовах x86. Потом для практики напишем некоторые базовые функции на ассемблере x86 — и начнём писать калькулятор RPN.
Читать полностью »

«Finally, we come to the instruction we've all been waiting for – SEX!»
/ из статьи про микропроцессор CDP1802 /

Архитектура и программирование RCA Studio II - 1

В начале 1970-х в США были весьма популярны простые электронные игры типа Pong (в СССР их аналоги появились в продаже через 5-10 лет). Как правило, такие игры не имели микропроцессора и памяти в современном понимании этих слов, а строились на жёсткой логике. Соответственно, сменные картриджи не имели особого смысла, а там где они были — представляли собой просто набор перемычек, включающих нужную игру.

В 1977 году были почти одновременно выпущены две консоли: Fairchild Channel F и RCA Studio II. Это были первые игровые приставки в виде полноценных компьютеров — с микропроцессором и программами на сменных картриджах.Приставка RCA Studio II, о которой пойдёт речь, является разработкой не столько фирмы RCA, сколько конкретного человека — Joseph A. Weisbecker (как и вся архитектура COSMAC).
Читать полностью »

image

Части первая, вторая, третья.

Остальная часть автомата

Написанный нами код для эмуляции процессора 8080 достаточно общий и может быть с лёгкостью адаптирован для запуска на любой машине с компилятором C. Но чтобы поиграть в саму игру, нам нужно сделать большее. Придётся эмулировать оборудование всего аркадного автомата и написать код, приклеивающий специфические особенности нашей вычислительной среды к эмулятору.

(Вам может быть интересно посмотреть на принципиальную схему автомата.)
Читать полностью »

image

Первая часть здесь.

Дизассемблер процессора 8080

Знакомство

Нам понадобится информация об опкодах и соответствующих им командах. Когда вы будете искать информацию в Интернете, то заметите, что есть много перемешанных сведений о 8080 и Z80. Процессор Z80 был последователем 8080 — он выполняет все инструкции 8080 с теми же hex-кодами, но также имеет и дополнительные инструкции. Думаю, пока вам стоит избегать информации о Z80, чтобы не запутаться. Я создал таблицу опкодов для нашей работы, она находится здесь.

У каждого процессора есть написанное изготовителем справочное руководство. Обычно оно называется как-то наподобие «Programmer's Environment Manual». Руководство для 8080 называется «Intel 8080 Microcomputer Systems User's Manual». Его всегда называли «справочником» («data book»), поэтому я тоже буду так его называть. Мне удалось скачать справочник по 8080 с http://www.datasheetarchive.com/. Эта PDF представляет собой некачественный скан, так что если найдёте версию получше, то используйте её.
Читать полностью »

image

Написание эмулятора аркадного автомата — это замечательный учебный проект, и в этом туториале мы очень подробно рассмотрим весь процесс разработки. Хотите по-настоящему разобраться в работе процессора? Тогда создание эмулятора — наилучший способ его изучения.

Вам потребуется знание C, а также пригодится знание ассемблера. Если вы не знаете язык ассемблера, то написание эмулятора — лучший способ освоить его. Также вам нужно будет освоить шестнадцатеричную математику (также известную как base 16 или просто «hex»). Я расскажу и об этой теме.

Я решил выбрать эмулятор автомата Space Invaders, в котором используется процессор 8080. Эта игра и этот процессор очень популярны, потому в Интернете можно найти о них кучу информации. Для завершения проекта она вам понадобится.

Весь исходный код туториала выложен на github. Если вы не освоили работу с git, то на странице github есть кнопка «Download ZIP», позволяющая скачать архив со всем кодом.
Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js