Assembler *

Привет, Хабр! В этой статье я хочу рассказать про работу с плавающей точкой для процессоров с архитектурой ARM. Думаю, эта статья будет полезна прежде всего тем, кто портирует свою ОС на ARM-архитектуру и при этом им нужна поддержка аппаратной плавающей точки (что мы и делали для Embox, в котором до этого использовалась программная реализация операций с плавающей точкой).

Итак, приступим.

Уже немало лет прошло, как я познакомился с инструкциями MMX, SSE, а позже и AVX на процессорах Intel. В своё время они казались какой-то магией на фоне x86 ассемблера, который уже давно стал чем-то обыденным. Они меня настолько зацепили, что пару лет назад у меня появилась идея написать свой собственный софт рендерер для одной известной игры. Сподвигло меня на это то, какую производительность обещали эти инструкции. В какой-то момент я даже думал об этом написать. Но писать текст оказалось куда сложнее кода.

В то время я хотел избежать проблем с поддержкой на разных процессорах. Хотелось иметь возможность проверить мой рендерер на максимально доступном количестве. У меня до сих пор остались знакомые со старыми AMD процессорами, и их потолок был SSE3. Поэтому на тот момент я решил ограничиться максимум SSE3. Так появилась векторная математическая библиотека, чуть менее, чем полностью реализованная на SSE, с редким включением до SSE3. Однако в какой-то момент мне стало интересно, какую максимальную производительность я смогу выжать из процессора для ряда критичных операций векторной математики. Одной из таких операций является умножение матриц float 4 на 4.

Привет, как вы уже поняли, это продолжение моей истории реверс-инжиниринга и портирования «Нейроманта».

Реверсим «Нейроманта». Часть 1: Спрайты
Реверсим «Нейроманта». Часть 2: Рендерим шрифт
Реверсим «Нейроманта». Часть 3: Добили рендеринг, делаем игру

Сегодня начнём с двух хороших новостей:

• во-первых, я больше не один — к проекту присоединился и уже успел внести ощутимый вклад пользователь viiri;
• во-вторых, теперь у нас есть открытый репозиторий на github.

В целом, дела идут очень неплохо и, возможно, скоро мы получим хоть сколько-то играбельный билд. А под катом, как обычно, поговорим о том, чего и каким образом удалось достичь на текущий момент.

Сегодня мы будем разгонять склеивание коротких строк в Go на 30%. Причём для этого нам не нужно будет модифицировать сам Go, всё это будет реализованно в виде сторонней библиотеки.

Под катом вас ждут:

• Сравнение +, strings.Builder и собственной функции конкатенации
• Детали внутреннего устройства строк в Go
• Совсем немного ассемблера

Данную статью можно также считать предлогом обсудить CL123256: runtime,cmd/compile: specialize concatstring2. Идеи по улучшению этого change list'а приветствуются.

Привет, Хабр!

Меня зовут Виктор, и в этом году я единственный студент в программе Google Summer of Code на проекте ReactOS. Сегодня я расскажу немного о том, что я делаю в рамках стажировки.

ReactOS поддерживает кучу всяких разных файловых систем для чтения и записи (fat32, ext2, ReiserFS, BTRFS), однако загружаться до сих пор умеет только с раздела, отформатированного в fat32. Этой весной я решил что пора начать исправлять эту ситуацию, и подал заявку на GSoC. И вот, спустя несколько месяцев я пишу этот пост :)

Почему BTRFS? Ответ прост — драйвер файловой системы WinBtrfs на текущий момент самый стабильный и полнофункциональный из всех, что включены в код РеактОС. На данном этапе, мы хотим пофиксить именно баги ядра, которые мешают использовать другие ФС для загрузки, так что баги драйвера ФС нам тут совсем ни к чему.

Привет, это уже третья часть из серии моих публикаций, посвящённых обратной разработке «Нейроманта» — видеоигрового воплощения одноимённого романа Уильяма Гибсона.

Реверсим «Нейроманта». Часть 1: Спрайты
Реверсим «Нейроманта». Часть 2: Рендерим шрифт

Эта часть может показаться несколько сумбурной. Дело в том, что большая часть того, о чём здесь рассказано, было готово ещё во время написания предыдущей. Поскольку с того момента прошло уже два месяца, а у меня, к сожалению, нет привычки вести рабочие заметки, некоторые детали я попросту забыл. Но уж как есть, поехали.

Не так давно у меня произошёл очередной разговор с коллегой на извечную тему: "по ссылке, или по значению". В результате возникла данная статья. В ней я хочу изложить результаты моего исследования по этой и смежным темам. Далее будут рассмотрены:

• Регистры и их назначение при вызове функций.
• Передача и возврат простых типов и структур.
• Как передача по ссылке и по значению влияют на оптимизации тела функции компилятором.
• Как используется место при многочисленных вызовах функций.
• Механизм виртуальных вызовов.
• Оптимизация хвостовых вызовов и рекурсии.
• Инициализация структур, массивов и векторов.

Осторожно! Статья содержит большое количество кода на C++ и ассемблере (Intel ASM с комментариями), а также множество таблиц с оценками производительности. Всё написанное актуально для x86-64 System V ABI, который используется во всех современных Unix операционных системах, к примеру, в Linux и macOS.

Идея написания игры на языке ассемблера, конечно, вряд ли придёт кому-то в голову сама собой, однако именно такая изощренная форма отчетности уже долгое время практикуется на первом курсе ВМК МГУ. Но так как прогресс не стоит на месте, то и DOS, и masm становятся историей, а nasm и Linux выходят на первый план подготовки бакалавров. Возможно, лет через десять руководство факультета откроет для себя python, но речь сейчас не об этом.

Программирование на ассемблере под Linux, при всех своих плюсах, делает невозможным использование прерываний BIOS'a и как следствие обделяет функциональностью. Вместо них приходится использовать системные вызовы и контактировать с api терминала. Поэтому написать симулятор блек-джека или морского боя не вызывает больших трудностей, а с самой обычной змейкой возникают проблемы. Дело в том, что система ввода-вывода контролируется терминалом, а системными функциями Си напрямую пользоваться нельзя. Поэтому при написании даже довольно простых игр рождаются два камня преткновения: как переключить терминал в неканонический режим и как сделать ввод с клавиатуры неблокирующим. Об этом и пойдёт речь в статье.

В предыдущем топике был рассмотрен новый формат представления десятичных чисел с плавающей точкой, который мы назвали смешанным десятично-двоичным форматом (СДДФ).

Данный формат позволяет производить арифметические вычисления на компьютере без использования BCD с такой же точностью, как если бы вычисления велись вручную.
Напомним, что смешанным десятично — двоичным форматом (СДДФ) называется формат представления десятичных чисел с плавающей точкой двоичным кодом, в котором целочисленная мантисса является двоичным эквивалентом своего десятичного значения, а экспонента является двоичным эквивалентом степени числа 10. Вещественное число в СДДФ представляется в виде

$$

где $$ и e — целые двоичные числа. Под двоичным эквивалентом десятичного числа подразумевается двоичный код этого десятичного числа в выбранном формате. Под десятичным эквивалентом двоичного числа подразумевается десятичный код этого двоичного числа.

В Go 1.11 значительно обновлён ассемблер под платформу x86.

У программистов появится возможность использовать AVX-512 — новейшие инструкции, доступные в процессорах Intel.

Под катом:

• Самые значительные обновления в cmd/asm (go tool asm)
• Как был внедрён новый набор инструкций в Go ассемблер
• Использование новых инструкций и специальных возможностей EVEX префикса
• Уровень интеграции в тулчейн (рецепты обхождения текущих ограничений)

Статья опубликована 9 декабря 2014 года
Обновление от 2018 года: RenéRebe сделал на базе этой статьи интересное видео (часть 2)

В минувшие выходные я участвовал в Ludum Dare #31. Но даже до объявления тем конференции из-за своего недавнего увлечения я хотел сделать олдскульную игру под DOS. Целевой платформой выбрана DOSBox. Это самый практичный способ запуска DOS-приложений несмотря на то, что все современные процессоры x86 полностью обратно совместимы со старыми, вплоть до 16-битного 8086.

Я успешно создал и показал на конференции игру DOS Defender. Программа работает в реальном режиме 32-битного 80386. Все ресурсы встроены в исполняемый COM-файл, никаких внешних зависимостей, так что игра целиком упакована в бинарник 10 килобайт.

• https://github.com/skeeto/dosdefender-ld31
• DOSDEF.COM (10 КБ, v1.1.0, работает в DOSBox)

Хочу поделиться небольшой историей о мощи LLVM и преимуществах языков высокого уровня над ассемблером.

Я работаю в компании Parity Technologies, которая поддерживает клиент Parity Ethereum. В этом клиенте нам нужна быстрая 256-битная арифметика, которую приходится эмулировать на программном уровне, потому что никакое оборудование не поддерживает её аппаратно.

Долгое время мы параллельно делаем две реализации арифметики: одну на Rust для стабильных сборок и одну со встроенным ассемблерным кодом (который автоматически используется nightly-версией компилятора). Мы так поступаем, потому что храним 256-битные числа как массивы 64-битных чисел, а в Rust нет никакого способа умножить два 64-битных числа, чтобы получить результат более 64 бит (так как целочисленные типы Rust только доходят до u64). Это несмотря на то, что x86_64 (наша основная целевая платформа) нативно поддерживает 128-битные результаты вычислений с 64-битными числами. Так что мы разделяем каждое 64-битное число на два 32-битных (потому что можно умножить два 32-битных числа и получить 64-битный результат).

Одним из пунктов списка моих желаний после прочтения первого отчета с пати в 1991 году стало посещение европейской демопати и участие в соревнованиях compo. Я участвовал в NAID ’96 и даже занял там место, но моей мечтой всегда было соревноваться с лучшими из лучших. Я рад объявить о том, что спустя шесть месяцев упорной работы с хорошими друзьями и невероятно талантливыми людьми нам это удалось. Наше демо 8088 MPH победило в oldskool demo compo Revision 2015. (Моей личной победой стало то, что наше демо показали в compo последним, что стало знаком уважения организаторов.) 7 апреля 2015 года в мире не было эмуляторов IBM PC, способных правильно запускать наше демо; они зависали или вываливались ещё до завершения демо, а цвета были искажены. То же относится и ко всему остальному железу, кроме целевого (см. ниже). Чтобы увидеть, что такое 8088 MPH, я рекомендую вам посмотреть видео записи демо, запущенного на реальном железе:


В демо так много технологических открытий, сделанных впервые в мире, а мы эксплуатируем железо так, как никто до нас не додумывался, поэтому будет честным рассказать, как же нам это удалось. Одной из моих должностей была «организатор» демо, поэтому я расскажу о нём сцена за сценой, вкратце объяснив основы каждого трюка. О частях, написанный мной, я расскажу чуть подробнее, но для глубокого анализа технологий я буду обновлять этот пост, чтобы можно было оставить ссылки на посты reenigne, VileR и Scali. Мы надеемся, что этот рассказ привлечёт интерес к «олдскульному» программированию ПО для платформы. После прочтения этого обзорного поста рекомендую пройти по ссылкам на статьи, где подробнее рассматриваются отдельные части демо.

Я использую Go для написания рекламной сети вот уже почти год. Разработку веду на сервере Intel i7-7700, 16Gb RAM, 256Gb SSD. И в скрипте который выполняется раз в сутки появилась задача выбрать все показы за прошедшие сутки и пересчитать на этой основе статистику за день сразу по нескольким объектам (сайт, кампания, баннер).

По идиомам Go делается всё достаточно тривиально:

Прежде чем заняться реализацией runtime и изучением стандартной библиотеки, необходимо освоить абстрактный ассемблер Go. Надеюсь, это руководство поможет вам быстро овладеть нужными знаниями.

Привет, ты читаешь продолжение статьи, посвящённой реверс-инжинирингу «Нейроманта» — видеоигры, выпущенной компанией Interplay Productions в 1988 году по мотивам одноимённого романа Уильяма Гибсона. И, если ты не видел первую часть, то рекомендую начать с неё, там я рассказываю о своей мотивации и делюсь первыми результатами.

Реверсим «Нейроманта». Часть 1: Спрайты

А мы продолжаем буквально с того же места, на котором остановились в прошлый раз.

В этой части мы допишем обработку прерываний и возьмёмся за планировщик. Наконец-то у нас появятся элементы многозадачной операционной системы! Разумеется это только начало темы. Одно прерывание таймера, один системный вызов, базовая часть простого планировщика потоков. Ничего сложного. Однако этим мы подготовим плацдарм для создания полноценной системы, которая будет заниматься самыми настоящими процессами безо всяких "но". Прямо как в этих ваших линупсах и прочих. До конца этого курса осталось уже чуть менее половины.

Нулевая лаба

Первая лаба: младшая половина и старшая половина

Вторая лаба: младшая половина и старшая половина

Третья лаба: младшая половина

В этой лабе мы будем реализовывать возможность запуска пользовательских программ. Т.е. процессы и всю зависимую инфраструктуру. В начале разберёмся как переключаться из привилегированного кода, как переключать контексты процессов. Затем реализуем простенький round-robin планировщик, системные вызовы и управление виртуальной памятью. В конце концов выведем наш шелл из пространства ядра в пространство пользователя.

оригинал

Нулевая лаба

Первая лаба: младшая половина и старшая половина

Вторая лаба: младшая половина и старшая половина

История создания

«Змейка» (Питон, Удав) как ее называют в народе — одна из первых игр цифровой (компьютерной) середины 1970-х годов.

В то время игры выпускались на отдельном игровом автомате, например, известны такие игры как «Space Invaders», «Pac-Man», «Arkanoid» и другие. Обычно, на аркадных автоматах того времени была предустановленна всего одна игра, а сам автомат был стилизован под эту игру.

«Змейка» имеет незамысловатый геймплей, в котором игрок управляет движущейся линией, изображающей змею. Игрок может изменять направление движения змеи «поворачивая» на 90 градусов. Цель игры — «наезжать» змеёй на точки изображающие кроликов. Каждый съеденный «кролик» увеличивает длину змейки. Сложность заключается в том, что змея не может пересекать саму себя.

Завершающая часть цикла. В этой главе рассмотрим работу с маппером MMC3 на примерах
<<< предыдущая


Источник

Раньше мы не использовали переключение банков памяти, но теперь настало время освоить маппер MMC3. Без маппера можно использовать 32 килобайта PRG ROM для кода и 8 килобайт CHR ROM для графики. Маппер позволяет обойти этот барьер.