Я пишу свою ОС и загрузчик для x86_64, параллельно изучая в CS и низкоуровневую разработку. Эта статья — подробный обзор, где я разбираю основу, на которой держится вся архитектура x86: как процессор оперирует битами, механика его работы в 16-битном, 32-битном и 64-битном режимах, с углублением в каждый из них.
Всем уже надоели клоны (их есть у меня) и спекуляция на чужом имени — хочется увидеть что-то по-настоящему новое и полезное.
Встречайте дизассемблер для ARM64, 32-битного ARM, x86-64, i386, WebAssembly, .NET (CIL) и байт-кода Java: файлы Mach-O, ELF, PE, APK и IPA из macOS, iOS, Linux, Android и Windows. Один HTML-файл, работает без сети, ничего не отправляет — скачиваете на дискету, и этот инструмент с вами навсегда. Всё уместилось в 1,22 МБ.
Добрый день, уважаемые коллеги!
Начнем с того, что побудило написать статью.
Я инженер, который ранее работал в организациях, которые так или иначе были связаны с проектированием, производством и поставками оборудования и микросхем для систем связи. В наши задачи входила работа с протокольным уровнем систем связи, проектирование устройств и стабилизация их параметров с применением калибровок. Это мир большого телекома. На работе мы пользовались весьма серьезными приборами вроде CMW-270, FSL-6, FSQ-8, векторными анализаторами и много-гигагерцовыми осциллографами Agilent. А дома у меня маленький мирок в котором приборы значительно проще. И процессоры проще. Но интерес тот же. Вот и попробуем сделать кое что интересное из этой сферы.
Некоторое время назад планировал собрать радио-модем. Первое что пришло в голову, это старенький протокол AX.25, который де-факто нижним уровнем использует модуляцию CPFSK. Сказано-сделано. Модемную часть планировалось реализовывать на знакомом ядре Cortex M3 и оптимизировать его работу.
Итак. Нам предстоит работать с модуляцией Continuous-Phase Frequency-Shift Keying (CPFSK). Эта модуляция является разновидностью частотной модуляции при которой не происходит разрыва фазы. Давайте разработаем эффективный модулятор на микроконтроллере STM32.
В результате, получим функции на Assembler Corex M3, позволяющие относительно быстро синтезировать гладкие сигналы с непрерывной фазой.
Как вернуть LAN-режим в Neverwinter Nights 2 на прошитой Switch: без аккаунта Nintendo, без подписки, по локальной сети между двумя консолями. Разбор ARM64-кода, отладка GDB прямо на консоли и готовый патч для Atmosphere.
Доброго времени суток, уважаемые посетители Habr!
Данная статья будет короткой, но полезной.
В одной из предыдущих статей, уже описывал вычисление sin(x)/cos(x) с применением разложения в ряд Фурье с фиксированной точкой. Вычисление тригонометрических функций, в моем случае занимало порядка 125-130 тактов на пару (sin+cos) на процессорном ядре Cortex M7 (STM32H750). При этом, код компилировался для архитектуры Cortex M3. Точность sin/cos просчитанного таким образом составила менее 1.5LSB. Google посчитал ее как 1.2-1.3LSB, с минимальной дисперсией. Это уже дало динамический диапазон ~183dB. Для сравнения, полный динамический диапазон человеческого уха 120dB от болевого порога до шелеста листвы. А динамически диапазон звука который человек слышит одновременно порядка 40-60dB. Несколько позже поясню для чего приведено сравнение.
В общем и целом такого динамического диапазона и скорости уже достаточно чтобы производить операцию квадратурной свертки сигнала с частотой дискретизации до 450-500KHz. Кстати, на STM32F103C8T6, это заняло бы ~1.8uS на квадратурный отсчет. Т.е. с отключенными прерываниями процессор бы успел выполнить расчет одного бина честного преобразования Фурье в реальном времени. Это эквивалентно квадратурной демодуляцию на одной произвольной поднесущей до частоты 250КГц (хотя лучше брать Fsample/4 ), что позволяет работать с полосой до 125КГц, на простом контроллере в реальном времени.
Однако, этого мало для полноценной обработки сигналов. И тут я задумался. Как можно значительно повысить скорость работы и почти не потерять в точности? Первое что сделал,- разбил преобразование на блоки, фаза которых непрерывна. Это позволило работать с блоками отсчетов, которые, затем можно суммировать скользящим окном со сложностью O(1). Это привело к эффекту квадратурной демодуляции сигнала и без повышения сложности позволяло работать с малыми временными сдвигами. Фактически пришел к поблочной корреляция. Нечто вроде временного Rack-приема.
Со времени написания последней статьи я продолжал работу над I8086 и практически закончил его реализацию, но было бы странно приходить с материалом типа “я добавил поддержку еще одного процессора”. Я решил основательно подготовиться к этой публикации.
Как менялась эксплуатация переполнений буфера в Windows за последние десятилетия?
Рассмотрим путь от классического Stack Smashing до современных механизмов защиты потока выполнения. На практике рассматриваются x86-техники переписывания EIP, NOP-sled, JMP ESP, эксплуатация SEH, переход к ROP как способу обхода DEP.
Практически продемонстрированы примеры создания и эксплуатации указанных уязвимостей.
Мне удалось запустить полноценное чёрно-белое видео на стоковой плате ESP32-S3 с экраном на электронных чернилах: никакой ПЛИС и никакого ПК — панель управляется напрямую по параллельной шине. В статье я подробно расскажу, как работает этот драйвер. Если коротко, то в нём используется векторный блок, принимающий по 64 пикселя за раз; управляющие сигналы (waveforms), которые хранятся в регистрах, а не в таблицах, и дельта-движок, который обрабатывает только изменения. При этом точность всей системы контролировалась с помощью планшетного сканера.
Когда вы звоните в WhatsApp, Messenger или Instagram*, ваш голос, скорее всего, сжимает не Opus, а MLow — собственный низкобитрейтный кодек Meta*, созданный для плохих сетей и слабых смартфонов. Компания рассказала о нём в инженерном блоге, но ни спецификации, ни исходников, ни описания формата кадра нет.
Эта статья о том, как мы восстановили кодек по его поведению и написали совместимую реализацию на Go без cgo и сторонних зависимостей. Сначала мы дважды ошиблись в том, что это вообще за кодек. Ещё были «электронные пищалки» в эфире, и под конец пришлось честно признать, что чужой код лучше нашего.
В наше время, а дальше больше, знание умножения и сложения становится стратегическим. Вот то самое умножение в столбик, знакомое с начальной школы и сложение с переносом, знакомое еще раньше умножения, теперь стратегический ресурс.
И причина простая как 2х2. Весь обмен информацией теперь шифруется и подписывается. А это, как ни крути, умножение и сложение больших чисел
Любая передача информации, денег, команд и знаний нынче требует стандартных шагов: зашифровать-расшифровать и проверить. А это, в основном, именно те самые умножения и сложения больших чисел в большом количестве.
Ну и поскольку самый наш любимый размер это 256 битовые числа, то попробуем кое-что тут посмотреть интересного.
Zed — новый редактор, написанный почти полностью на Rust. Своим слоганом он сразу заяляет то, для чего предназначен: Zed — Your last next editor.
Для меня Zed оказался нужен по следующим причинам: не устраивало наличие 5+ редакторов под разные языки программирования; требовалось иметь интеграцию с ИИ, чтобы тот мог вносить точечные изменения в код с автозапуском тестов и генерировать коммиты; хотелось найти что-то полегковеснее условных PyCharm, Intellij IDEA и им подобных; искал редактор, который без проблем сможет работать с WSL (в принципе, подходит большинство, но возвращаемся к вопросу о числе редакторов для разных проектов, так что нужно было “1 раз и чтобы навсегда”)
Я прошел через стадию отрицания при настройке (нет обычных кнопок Run и Debug, повсюду! Максимально непривычный интерфейс), но когда всё заработало, остался лишь один вопрос: почему я не слышал о Zed раньше?
Данная статья является продолжением предыдущей статьи.
Здесь рассматривается вариант прямой векторизации алгоритма FFT.
Перед чтением рекомендуется бегло ознакомиться с предыдущей статьёй.
Мой ассемблер резал исходник построчными правилами: срезал комментарий, искал двоеточие, делил по запятым. Я заменил это одним проходом с состоянием и попутно проверил, нельзя ли было обойтись заплатками.
Нельзя: вторая заплатка ломает то, что починила первая.
В этой части мы вернёмся к работе, которую предыдущие главы принимали как готовую: упаковке. Сначала найдём скалярную ловушку в упаковке B, затем используем ZA как машину транспонирования, после этого разберём 128-битный случай для комплексных чисел и правило корректности для общего PACKM_KER. В финале соберём весь цикл одной дугой: от FMOPA до работающей субконфигурации BLIS для Apple SME.
В этой части мы сначала отделим прямой комплексный путь от готового метода 1m; затем покажем конфликт между чередующимся форматом памяти и раздельной арифметикой внешних произведений; после этого разберём четыре вещественных внешних произведения, расслоение через svuzp, эпилог с комплексными alpha и beta, а в конце — почему сопряжение остаётся работой упаковщика. Следующая часть вернёт нас к упаковке и к тому месту, где эта граница ответственности особенно важна.
Может ли робот встать по голосовой команде, если производитель это запретил?
Гуманоид Walker Tienkung поднимается на ноги только с физического пульта: короткое нажатие кнопки будит моторы и проводит самодиагностику, а длинное — ровно секунда удержания — поднимает из нулевой позы в стойку. Мы решили отдать весь этот путь голосу и быстро упёрлись в проблему: наши программные «нажатия» система молча игнорировала, а переход «встать» оказался заблокирован намеренно — команда принималась без ошибки, но робот не реагировал.
Рассказываем, как мы разобрали сигнал пульта до отдельных событий, зачем пришлось дизассемблировать закрытый вендорский бинарник прямо на роботе и что нашли внутри.
Java-синтаксис на 8-битных микроконтроллерах? Без виртуальной машины?
Исторически в эмбеддеде правит Си. Но Си — это вечные malloc/free, утечки памяти, выходы за границы массива и дебаг с осциллографом.
Я разрабатываю vm5277 — монолитный тулкит и язык J8B с Java-подобным синтаксисом. Он компилирует строгий ООП-код напрямую в нативный, оптимизированный ассемблер.
Что под капотом:
Управление памятью: через Reference Counting (new без free и без Garbage Collector).
Полиморфизм интерфейсов: спрятан во Flash (без оверхеда в ОЗУ).
Типы данных: встроенный 16-битный примитив fixed (Q7.8) вместо тяжелого float.
Оптимизация: тотальный Dead Code Elimination (в прошивку идет только то, что реально вызвано).
Проект в стадии суровой Альфы. Код открыт на GitHub, десятки примеров (от мигания диодом до драйверов периферии).
Написал свой ассемблер, чтобы понять, откуда в дизассемблере берётся ff010113. Заодно посчитал, сколько строк моей программы процессор вообще не умеет исполнять, и проверил это на четырёх наборах команд, включая живой ESP32 на столе. На кристалле первая программа серии сломалась: она пишет в UART быстрее, чем провод успевает передавать, и в эмуляторе этого не видно.
Или как получить полный доступ к изнанке CPU через скремблирование DRAM — PSP, C6, микрокоду, среде SMM и всему остальному, что не попало на страницы спецификации.
Всё-таки не всегда &x == &x...
Через вмешательство в работу контроллера DRAM можно сделать так, что обращение по определённому адресу будет вести в любую нужную область памяти. skitter-creek-bath-salts изменяет нижние слои структуры памяти, перестраивая трансляцию физический адресов DRAM. Такой скрэмблинг раскрывает защищённые области памяти, в том числе изолированные зоны, которые не видит даже само ядро. Когда ломается трансляция памяти, следом рушатся построенные на ней механизмы безопасности, и мы получаем доступ буквально ко всему.
В последние 5 лет, мы разрабатываем устройства с уровнем функциональной безпосности SIL3 (в части встроенного ПО). Это накаладывает кучу ограничений, например, абсолютно запрет на использование не сертифицированных по функциональной безопасности средст, типа Cube, или компилятров GNU и Clang, только сертифицированные средства типа IAR Workbench Function Safety.
Соотвественно для того, чтобы получить как можно больше баллов по функциональной безопасности необходимо иметь как можно больше диагностик, в том числе и диагности CPU. Сами писать диагностику CPU дело довольно трудемкое, поэтому мы используем сертифицированные библиотеки от производителя.
