ISU Cvičení 2. Marta Čudová

Transkript

1 ISU Cvičení 2 Marta Čudová Supercomputing Technologies Reseaŕch Group Brno University of Technology, Faculty of Information Technology Božetěchova 1/2, Brno - Královo Pole icudova@fit.vutbr.cz

2 Osnova dnešního cvičení Vývojové prostředí pro asemblery, překlad, sestavení a spuštění programu v příkazové řádce Codasip Studio Codeblocks IDE Dark side of Windows command line Nasm a GoLink Užitečné prográmky Marta Čudová - ISU, 2. cvičení 2

3 Motivace Já bych všechny ty internety a počítače zakázala. (Věra Pohlová, důchodkyně, anketa METRO, 1999) Marta Čudová - ISU, 2. cvičení 3

4 Co to je Assembler? Nízkoúrovňový programovací jazyk Symbolické instrukce procesoru Při překladu se převedou na reálné instrukce procesoru (do sekvence 0 a 1) Pracuje přímo s registry procesoru na rozdíl od vyšších programovacích jazyků ASSEMBLER! Marta Čudová - ISU, 2. cvičení 4

5 Pojmy Instrukce označení kódového příkazu pro provedené elementární operace procesoru. Posloupnost těchto instrukcí tvoří strojový kód. Různé procesory mohou mít různé sady takových instrukcí. Tvar (příklad): název operand1, operand2 (MOV EAX, 5) Registr malé ale velmi rychlé úložiště dat Je součástí procesoru, jejich počet a velikost záleží na dané architektuře Uchovávají data a adresu Př. Intel 32-bit 8 32-bit registrů pro obecné použití Intel 64-bit bit registrů pro obecné použití Registry pro obecné použití: Datové (EAX aritmetické operace, input/output, EBX - adresování, ECX čítač v cyklech, EDX input/output, aritmetické operace mul, div) Ukazatelé (EIP ukazuje na následující instrukci, ESP offset v rámci programového zásobníku, EBP pomáhá při referencování proměnných předávaných do subrutiny) Indexové (ESI zdrojový index pro operaci s řetězci, EDI cílový index pro operace s řetězci) Marta Čudová - ISU, 2. cvičení 5

6 Program v Assembleru 3 sekce section.data Deklarace inicializovaných dat a konstant nemění se za běhu. section.bss Deklarace proměnných. section.text Kód Segmenty section.text main: global main ; your code Data (section.data + section.bss), code (section.text), stack (obsahuje data předávaná mezi funkcemi) Každý segment je odkazován ukazatelem v segment registru Marta Čudová - ISU, 2. cvičení 6

7 Codasip Studio (Eclipse) Kde ho najít? Hledej Exáč v "Q:\codasip Workspace, ve kterém si budete ukládat všechna cvičení, si vytvořte na disku P! Nová verze Stáhněte z wiki a nainstalujte Eclipse IDE Workspace nastavte na./isu (mělo by se nabídnout samo). Stáhněte si isu-tools-2016.zip. Marta Čudová - ISU, 2. cvičení 7

8 Aby to nebylo tak jednoduché Pokud pracujete v linuxu, pak Překopírujte složku /jre z Q:/codasip do složky se staženým Eclipsem (ve Windows by to mělo fungovat, ale když ji překopírujete, nic se nestane). V project exploreru vidíte několik projektů hp* jsou cvičení na hypotetické počítače, které probírat nebudeme. Koho to však zajímá, může si cvičení projít doma. Pozor! Projekt nelze spustit, pouze debuggovat. V editoru rozklikněte nasm_sw1 - Otevřete Makefile a proveďte tyto změny: Pokud jste ve Windows: Doplňte LDFLAGS=-Lc:/windows/system32 -lkernel32 -lmsvcrt Pracujte se souborem nasm_sw1_win.s Pokud jste v Linuxu: Změňte LD=ld na LD = gcc Doplňte LDFLAGS=-m32 Změňte formát na $(ASM) -f elf32 -F dwarf -g -o $@ $< Pracujte se souborem nasm_sw1_lin.s Zkuste projekt spustit program by měl končit s kódem 12. Marta Čudová - ISU, 2. cvičení 8

9 Hello world! %include "rw inc" section.data msg db 'Hello, world!', 0 section.text Tento soubor překopírujte z isutools-2016 do daného projektu Proměnná obsahující řetězec zakončený 0. global main main: mov esi, msg call WriteString ret WriteString je definovaný v rw inc: Vypis retezce ukonceneho 0 (ASCIIZ), jehoz adresa je ulozena v registru ESI. Kód v nasm_sw1_win/lin.s zakomentujte nebo ho nahraďte kódem s Hello World. Marta Čudová - ISU, 2. cvičení 9

10 Debugger v Codasip Studio (Eclipse) Zobrazí se obrazovka níže: Klikni na brouka pro spuštění debuggovacího módu Ovládací lišta debuggeru Klikněte na i pro krokování po instrukcích! Nezapomeňte do kódu vložit breakpoint. Indikátor, že jste v debuggeru Start debuggeru Žluté šipky určují krokování po řádcích, skok do funkce, Pro přechod do editoru musíte nejprve vypnout debugger! Zastavení debuggeru Marta Čudová - ISU, 2. cvičení 10

11 Debugger v Codasip Studio (Eclipse) Lze sledovat jednotlivé registry. Při změně dojde k jejich zvýraznění. Krokování programu po instrukcích. Modrá šipka ukazuje právě zpracovávanou instrukci. Marta Čudová - ISU, 2. cvičení 11

12 CodeBlocks IDE Stáhněte a nainstalujte z wiki Nastavení compileru a debuggeru by též mělo být na wiki Stáhněte si isu_exercise_2.zip a rozbalte. Nezapomeňte nastavit cesty (viz wiki) Při debuggování klikněte na okýnko v broučkem v horní liště (debugging windows) a nechce si zobrazit CPU registers, Disassembly a Memory. Marta Čudová - ISU, 2. cvičení 12

13 CodeBlocks IDE Sestavení a spuštění projektu Ovládání debuggeru Debugging windows - volba Projekty Vložte breakpoint Debugging windows Marta Čudová - ISU, 2. cvičení 13

14 Příkazová řádka ve Windows Jak ji spustit? Nabídka Start napiš cmd (enter) Základní příkazy, které budeme používat: Příkaz ve Win Příkaz v Linux Co to dělá dir ls Zobrazí seznam složek cd jmeno_slozky chdir jmeno_slozky cd jmeno_slozky Změní aktuální složku. D: cd jmeno_slozky Změna na disk D. Viz Marta Čudová - ISU, 2. cvičení 14

15 Ruční překlad Prohlédněte si soubor rw inc Definice dostupných funkcí, konstant, Překladač program, který překládá kód zapsaný pomocí vyšších programovacích jazyků do jazyka nižšího (do strojového kódu). nasm -f win32 [-g] helloworld.asm -> helloworld.obj golink helloworld.obj [/fo helloworld.exe] /console [/debug coff /entry:start] msvcrt.dll kernel32.dll -> helloworld.exe Linker program, který spojuje objektové soubory a knihovny do jediného spustitelného souboru (popř. knihovny). Řeší reference nedefinovaných symbolů jejich vyhledáním v ostatních objektových souborech. Marta Čudová - ISU, 2. cvičení 15

16 Alternativy příkazové řádky Moba Xterm Linux terminal pro Win s X11 serverem, SSH klientem a mnoho více Umožňuje připojení externích disků Power Shell Vestavěný ve Win Umožňuje skriptování, pipelinování a mnoho dalšího Marta Čudová - ISU, 2. cvičení 16

17 Příští cvičení Podíváme se na zobrazení binárních čísel, hlavně záporných Probereme typy transformací Co budete potřebovat? Tužku a papír (budeme ale pracovat i na počítači) Znalosti z prvního cvičení Účast na přednášce probírající dané téma vřele vítána Marta Čudová - ISU, 2. cvičení 17

18 Dík za pozornost