Assembler *

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.

Здесь будет информация, не вошедшая в основной цикл, но слишком ценная, чтобы ее игнорировать.

<<< предыдущая следующая >>>

Источник

Из нашего обсуждения почти полностью выпала тема мапперов — сопроцессоров в картридже. Если надо сделать игру размером больше 0x8000 байт, то стандартных возможностей консоли для этого не хватит. Маппер позволяет переключать банки памяти в игре, и cc65 умеет с этим работать. Самый популярный маппер — MMC3. Кроме переключения банков памяти, он имеет счетчик строк.

В этой части соберем все вместе и сделаем простую скроллерную стрелялку на космическую тему: корабль летит и лазерами отстреливает врагов

<<< предыдущая следующая >>>

Источник

Планирование

В этой части базовая информация о работе со звуком. Звуковая подсистема NES весьма низкоуровневая, ее описание весьма запутано и использует специфическую терминологию, так что описание местами может быть не очень внятное.
<<< предыдущая следующая >>>

Источник

Начало работы со звуком

Обзор инструментов, которые представляет нам платформа NES. Впрочем, дальше мы уйдем на более высокий уровень и будем использовать библиотеку Famitracker.

Проще всего пощупать звуковые возможности консоли можно с помощью демки Sound Test, разработанной SnoBrow. Она совместима не со всеми эмуляторами, но FCEUX поддерживается.

Кнопка Селект переключает звуковые каналы, Старт включает их. Доступны 4 канала:
1 — меандр 1
2 — меандр 2
3 — треугольный сигнал
4 — шум

В этом году мы решили возобновить публикации результатов предыдущего и анонсировать новый GSoC для проекта с открытым исходным кодом radare2 на ресурсе Habrahabr.

В этой части появляется первая играбельная демка в стиле Марио. Для этого надо разобраться с прокруткой и способами отладки.

<<< предыдущая следующая >>>

Источник

Прокрутка

Регистр $2005 управляет прокруткой фона. Первая запись туда выставляет положение горизонтальной прокрутки, а вторая — вертикальной. Если неизвестно, какая прокрутка была выставлена, можно сбросить на горизонтальную чтением из регистра $2002.

Это перевод одной из статей Lin Clark. Если вы не читали остальные, мы рекомендуем начать с начала.

Чтобы понять, как работает WebAssembly, неплохо понимать, что такое код на ассемблере и как компиляторы его генерируют. В статье о JIT я сравнивала взаимодействие с компьютером со взаимодействием с инопланетянином.