Assembler *

Всем добрый вечер! Веду свою трансляцию из уютного мира, который называется «ассемблер». Сразу поясню что тема касается микроконтроллеров AVR — и я пока ещё не знаю, пригодится ли этот пост тем, кто хочет использовать ассемблер для любой другой задачи. Дело в том, что я буквально несколько дней назад начал учить ассемблер с нуля — нужно сделать одно устройство — и я решил сделать в нём всё самостоятельно. Так вот — в один прекрасный день понял, что учить ассемблер абсолютно бесполезно! Ассемблер можно только понять! То есть всем тем, кто хочет программировать на ассемблере я настоятельно рекомендую детально вникнуть в то, каким образом ФИЗИЧЕСКИ работает микроконтроллер, а затем уже изучать тонкости команд.
Так вот, я пожалуй начну небольшой цикл статей, в которых буду с самого начала рассказывать как именно я понял те или иные вещи в программировании на ассемблере — думаю для тех, кто вообще не понимает что такое асм я буду как раз таким «переводчиком» с языка тех, кто в этом деле очень хорошо шарит.

Компанией Intel в 2008 г. были предложены новые команды для x86 архитектуры, которые добавили поддержку на аппаратном уровне симметричного алгоритма шифрование AES(Advanced Encryption Standard). На данный момент AES — один из самых популярных алгоритмов блочного шифрования. Поэтому аппаратная реализация должна привести к повышению производительности программ использующих этот алгоритм шифрования(OpenSSL, The Bat, TrueCrypt ...). Новое расширение команд получило название AES-NI. Оно содержит в себе следующие инструкции:

• AESENC — Выполнить один раунд шифрования AES,
• AESENCLAST- Выполнить последний раунд шифрования AES,
• AESDEC — Выполнить один раунд расшифрования AES,
• AESDECLAST — Выполнить последний раунд расшифрования AES,
• AESKEYGENASSIST — Поспособствовать в генерации раундового ключа AES,
• AESIMC — Обратный Mix Columns.

Так как про сам алгоритм шифрования AES было уже было сказано многое, то в этом посте рассмотрим, как можно воспользоваться этими инструкциями.

Обработка подключения устройства, начатая на уровне поддержки хост-контроллеров, остановилась, подготовив нулевую конечную точку устройства к работе. Уровень поддержки каналов предоставил методы работы с каналами. Самое время их применить для продолжения инициализации устройства: включается функция usb_new_device из bus/usb/protocol.inc.

Сейчас устройство мало что может: оно ещё не получило адрес на шине, ещё не сконфигурировано, может использовать только 100 мА питания от шины. В общем-то, всё, что устройство может, — это рассказать о себе в ответ на подходящие вопросы. Рассказ устройства о себе организован в виде дескрипторов. Подходящим вопросом считается команда GET_DESCRIPTOR, отправленная нулевой конечной точке; в команде должны быть указаны тип дескриптора, порядковый номер дескриптора среди всех с таким типом, длина данных для передачи. Каждая команда к управляющей конечной точке занимает 8 байт и может иметь или не иметь дополнительных данных, в некоторых командах некоторые поля не используются. Структура команд по байтам и используемые поля расписаны в главе 9 спецификации USB, здесь я буду только описывать входные и выходные данные для команд.

Уровень логического устройства имеет две задачи: во-первых, сконфигурировать устройство; во-вторых, расспросить его, загрузить соответствующий драйвер — или даже драйверы — и сообщить драйверу о новом устройстве.

Однажды, совсем недавно, на планшетах с Windows Microsoft потеряла миллионы долларов. Ну а мы сегодня просто будем писать под них на ассемблере.



Нам понадобятся следующие вещи.

• Установленная Microsoft Visual Studio с поддержкой ARM ассемблера, например 2012.
• Jailbreak'нутый планшет с установленной Windows RT, например Microsoft Surface RT.

Для начала создадим отдельную папку для проекта, в которой создадим файл arm.asm, содержимое которого под катом.

Сегодня, 21 октября 2013 г., формально окончился KSoC (KolibriOS Summer of Code). Изначально было запланировано, что он завершится 17 сентября, но ввиду непредвиденных обстоятельств, пришлось продлить его на один месяц (а потом ещё на несколько дней, до следующего понедельника, то есть, до сегодняшнего дня).

В KSoC участвовали 2 студента, и результатом их работы стало:
1. Появление поддержки файловой системы XFS (только чтение)
2. Поддержка записи для файловой системы Ext2 (поддержка чтения была)
Теперь из KolibriOS можно будет редактировать файлы, хранящиеся на дисках в компьютерах, работающих под управлением Linux (Ext2/3/4).

На Хабре неоднократно появлялись статьи с описанием приложения из известного фильма «The Matrix». Как известно, все они принадлежат так называемому классу View Matrix, позволяют визуализировать состояние мира в котором проживают главные герои фильма. Но в отличие от предыдущих версий данных программ для ЭВМ, я хочу рассказать о визуализаторе матрицы первой версии (о которой в фильме упоминал герой с именем Морфеус в первой части трилогии).



Дорогие друзья, эта статья посвящена всем кто помнит что такое Dos, видео режим 80x25 и прочие «замечательные мелочи» олд скульного разработчика приложений. А так же кому интересно с этим познакомиться.

Встречайте корпоративного юзера блога KolibriOS. От имени этого юзера будут публиковаться статьи, написанные авторами-фрилансерами в рамках «Блог KolibriOS ищет авторов», а также участниками проекта, не имеющими пользователя на Хабре, либо не желающими по какой-либо причине публиковать статьи от своего имени.

В качестве первой публикации, предлагаем Вашему вниманию интервью с Сергеем Кузьминым (ник Wildwest), одним из «старожилов» в проекте KolibriOS (на Хабре W__W).

1. Расскажите о себе, кто Вы и откуда? Чем занимаетесь?

Я преподаю в одном из вузов Санкт-Петербурга — веду лабораторные и практикумы, читаю лекции. В науке занимаюсь алгоритмами автоматического анализа видеоинформации для систем компьютерного зрения и прикладного телевидения. Написал больше 40 статей, в прошлом году стал соавтором монографии. С открытия Coursera (весна 2012) слежу за курсами по технике и ИТ: некоторые просто скачиваю в надежде когда-нибудь посмотреть, а на других учусь — получил сертификаты от трех профессоров в области компьютерного зрения — Jitendra Malik, Guillermo Sapiro, Irfan Essa.

2. Как долго Вы в этом проекте?

Я узнал о ней (MenuetOS — прим. редактора) из печатной версии статьи www.comprice.ru/articles/detail.php?ID=43137 во второй половине июля 2003 года.

Через несколько недель я вышел в интернет, зашел на menuet.narod.ru, скачал разные дистрибутивы. Первым я решил запустить немецкий дистрибутив Gerschi (menuet.narod.ru/arch2003_3.htm). Выглядел он очень красочно.

Нашел возможность «добить» цикл еще одной статьей, где я подведу небольшой итог. По сути, только сейчас мы добрались до того, с чего, обычно, начинают программировать:

• рассматриваем «сложный» сценарий компоновки GNU ld;
• учимся использовать прерывания;
• наконец добираемся до hello world!

Предыдущие статьи цикла:

• ARM-ы для самых маленьких
• ARM-ы для самых маленьких: который час?
• ARM-ы для самых маленьких: тонкости компиляции и компоновщик

Примеры кода из статьи: https://github.com/farcaller/arm-demos

Глава первая, Глава вторая, Глава третья, Глава четвертая, Глава пятая, Эпилог

Disclaimer

«Раз за разом, проходя полюбившиеся мне игры вдоль и поперек, находя все возможные секреты, мне хотелось играть в них еще и еще, но с новыми уровнями, новыми секретами и новыми возможностями.», — писал я. Естественно, проходя одну и ту же игру в «штатном» режиме, начинался поиск чего-то такого, что скрыто за кадром. Если игра имеет скрытые уровни, комнаты, приемы или систему паролей, то обязательно весь день и еще полночи проходили за голубым экраном в попытках это найти, а пароли взломать. PoP не был исключением. И хотя тут я не подобрал алгоритм составления паролей, но все же смог найти парочку методов, которые позволяют составить правильный пароль из уже имеющегося. Правда сказать, куда ведет новый пароль, до момента его использования, я не мог.

Глава первая, Глава вторая, Глава третья, Глава четвертая, Глава пятая, Эпилог

Disclaimer

Несмотря на то, что я хотел сделать простой редактор, который позволит изменить лишь «внешний вид» уровней игры, двойник персонажа не давал мне покоя. Мне очень не хотелось лезть глубоко в движок игры, но этот негодяй, появляющийся из зеркала, затем выпивающий бутылку «отравы» в середине игры, а потом и вовсе сбрасывающий принца в пропасть, не давал мне покоя. Неделю я боролся с психологическим эффектом «незавершенного действия», но так и не смог его побороть.

В ночь с пятницы на субботу я снова открыл отладчик, RAM Filter и начал искать…

Глава первая, Глава вторая, Глава третья, Глава четвертая, Глава пятая, Эпилог

Disclaimer

Если мы редактируем игру, то мы должны привести все ее детали в соответствие. Было бы глупо свою версию игры показывать миру, если в ней вылезают осколки оригинальной версии, вступая в противоречие с новым, вложенным в нее нами смыслом. Редактирование уровней игры не позволяет поменять некоторые повороты сюжета, которые вложили разработчики изначально.

С небольшой задержкой мы будем исправлять и сюжет.

Жёлтый заголовок: исследуем MMORPG, добавляем читерских фич и пишем неуловимого бота.

Глава первая, Глава вторая, Глава третья, Глава четвертая, Глава пятая, Эпилог

Disclaimer

Процесс исследования — весьма занимательный процесс. Когда по байтику раскидываешь ту бинарную кашу, которая находится в файле, получается весьма стройная архитектура, которая скрывается за пеленой тех забавных закорючек, которые отображаются в шестнадцатеричном редакторе (или того хуже — в текстовом редакторе). Подход к процессу исследования необязательно должен сопровождаться тонкими технологиями, иногда проще разбить все молотком и изучать осколки. Ну, как в детстве.

Глава первая, Глава вторая, Глава третья, Глава четвертая, Глава пятая, Эпилог

Disclaimer

Листая в редакторе изображений (в нем было очень удобно переходить между изображениями в папке) скриншоты, которые сделала для меня утилита, я… проснулся от будильника. На экране монитора светился очередной скриншот, который в списке находился где-то в первой трети из общего числа. Вопрос надо было решать каким-то иным способом.

Вечером того же дня…

Глава первая, Глава вторая, Глава третья, Глава четвертая, Глава пятая, Эпилог

Disclaimer

В детстве, как и у многих, родившихся в 80-х, у меня была приставка Dendy. Клон японской FamiCom, подаренный нам добрыми китайцами, и распространяемый небезызвестной Steepler, раскрасил в яркие цвета детство многих из поколения 80-х. Раз за разом, проходя полюбившиеся мне игры вдоль и поперек, находя все возможные секреты (причем, зачастую, без книжек с громкими заголовками в духе «Секреты и прохождения 100500+1 игр», ценность которых стремилась к нулю), мне хотелось играть в них еще и еще, но с новыми уровнями, новыми секретами и новыми возможностями.

Некоторые игры предусматривали встроенный редактор уровней (например, Battle City, Fire'n'Ice aka Solomon's Key 2), но большинство из них, разумеется, таковой возможности не предоставляли. Хотелось сыграть (естественно!) в новый Super Mario Bros (о, как я любил и ненавидел китайцев, выпустивших картридж 99...9 in 1, в котором были уровни A-1, B-1,… Z-1, которые невозможно было пройти, или которые представляли собой дубли оригинальных уровней, но с измененными текстурами), Duck Tales 1, 2 и многие другие.

С появлением компьютера и возможности эмуляции на нем игр, забрезжил свет в конце туннеля моей мечты, и во мне начала украдкой теплиться надежда. Начали появляться различные редакторы игр, в которых достаточно указать ROM-файл и ты можешь не только увидеть всю игру целиком со всеми ее секретами и подводными камнями, но и добавить что-то свое.

Между тем, редакторы на одни игры находились чуть ли не по первым ссылкам в гугле, на другие же были запрятаны либо где-то далеко (но находились таки), либо отсутствовали вовсе. Найдя редакторы для большинства любимых мной игр, я никак не мог найти редактор для Персидского принца. Да, есть редакторы для DOS-версии, есть для SNES, но моя родная, — NES-версия, была обделена таким сокровищем.

Различного рода ресурсы по NES и ее эмуляции не очень охотно поддавались моему пониманию и я так и оставался где-то на уровне нуба.

И, однажды, в час небывало жаркого заката, в Москве, я, подтянув ремень, открыв HEX-редактор и эмулятор с отладчиком, приступил к изучению загадочного для меня набора байтов, содержащихся в ROM.

Начал я… Впрочем, перед тем, как я начну рассказывать далее, предостерегу:
Не рекомендуется лезть под кат профессионалам. Там рассматриваются «живодерские» методы новичка! Работа Вашей нервной системы может быть необратимо нарушена! Я предупредил.

Продолжая серию статей про разработку с нуля для ARM, сегодня я затрону тему написания скриптов компоновщика для GNU ld. Эта тема может пригодиться не только тем, кто работает со встраиваемыми системами, но и тем, кто хочет лучше понять строение исполняемых файлов. Хотя примеры так или иначе основаны на тулчейне arm-none-eabi, суть компоновки та же и у компоновщика Visual Studio, например.

Предыдущие статьи:

• ARM-ы для самых маленьких
• ARM-ы для самых маленьких: который час?

Примеры кода из статьи: https://github.com/farcaller/arm-demos

Сегодня мы разберемся с двумя важными вопросами: как писать более эффективный код с CMSIS и как правильно рассчитывать скорость работы процессора. Начнем мы со второй части и изучим процессы, которые происходят в LPC1114 для генерации тактовой частоты.

Пару дней назад я опубликовал и потом внезапно убрал в черновики статью о плане написать про создание своей ОС для архитектуры ARM. Я сделал это, потому что получил много интересных отзывов как на Хабре, так и в G+.

Сегодня я попробую подойти к вопросу с другой стороны, я буду рассказывать о том, как программировать микроконтроллеры ARM на нарастающих по сложности примерах, пока мы не напишем свою ОС или пока мне не надоест. А может, мы перепрыгнем на ковыряние в Contiki, TinyOS, ChibiOS или FreeRTOS, кто знает, их там столько много разных и интересных (а у TinyOS еще и свой язык программирования!).

Итак, почему ARM? Возиться с 8-битными микроконтроллерами хотя и интересно, но скоро надоедает. Кроме того, средства разработки под ARM обкатаны долгим опытом и намного приятнее в работе. При этом, начать мигать светодиодами на каком-то «evaluation board» так же просто, как и на Arduino.

В четверг, 12 сентября, при участии портала Айти-Событие.рф, в Петербурге стартует новый проект — Embedded Meetup.



Embedded Meetup — это регулярные встречи профессиональных разработчиков встраиваемых систем в неформальной обстановке. Основными составляющими являются доклады и networking.

Пару дней назад Mika Tuomi, известный как Trug, передал исходный код Second Reality в общественное достояние.



Second Reality — это демо, занявшее первое место на демопати Assembly '93. Оно было создано командой Future Crew, которая на тот момент состояла из 12-ти человек. Впоследствии ее члены основали такие компании как Futuremark и Remedy Entertainment. Считается, что это демо оказало огромное влияние на развитие демосцены.

Статья о Future Crew в Википедии (англ.)
Статья о Second Reality в Википедии
Бинарники
Исходный код на Гитхабе