Difference between revisions of "LU-MOP-b14"

From DiLab
Jump to: navigation, search
(→‎07.04.2014.)
(→‎KD2 programmēšanas uzdevums un iesniegšana)
 
(56 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 1: Line 1:
{{LUDFKurss|Mašīnorientētā programmēšana|MOP|DatZ4017|2DAT4244}}
{{LUDFKurss|Mašīnorientētā programmēšana|MOP|DatZ4017|2DAT4074}}


* Pasniedzējs: Leo Seļāvo ''(epasts: vards.uzvards @ gmail.com)''
* Pasniedzējs: Leo Seļāvo ''(epasts: vards.uzvards @ gmail.com)''
Line 14: Line 14:
Gala vērtējums kursā veidosies no sekojošiem faktoriem:
Gala vērtējums kursā veidosies no sekojošiem faktoriem:
* Dalība klasē, jautājumi, atbildes, diskusijas
* Dalība klasē, jautājumi, atbildes, diskusijas
* MK (1,2,3)
* MK (1,2,3) = (6+6+13=25%)
* MD (1,2)
* MD (1,2) = (15+20=35%)
* KD1
* KD1 (20%)
* Eksāmens
* Eksāmens (20%)

[[Akadēmiskā goda sistēma]] - noteikumi, kuriem jums kā studentiem jāpiekrīt lai varetu sekmīgi piedalīties šajā kursā.


= Kalendārs =
= Kalendārs =
Line 45: Line 47:
Skaitļu attēlošana papildkodā.
Skaitļu attēlošana papildkodā.
|
|
MK1 kontroldarbs
[[#MK1 | MK1]] kontroldarbs
|-
|-
|
|
Line 63: Line 65:
"asm1" serveris praktiskajiem darbiem.
"asm1" serveris praktiskajiem darbiem.
|
|
MK2 kontroldarbs
[[#MK2 | MK2]] kontroldarbs
|-
|-
|
|
Line 78: Line 80:
Vadības maiņas komandas, testi, bitu operācijas.
Vadības maiņas komandas, testi, bitu operācijas.
|
|
Pasludināts [[#MD1 | MD1]].
Uzdots MD1
|-
|-
|
|
Line 86: Line 88:
Adresācijas režīmi, darbs ar atmiņu.
Adresācijas režīmi, darbs ar atmiņu.
|
|
MK3 kontroldarbs
[[#MK3 | MK3]] kontroldarbs
|-
|-
|
|
Line 101: Line 103:
Simboliskie dati, kodu tabulas.
Simboliskie dati, kodu tabulas.
|
|
MD1 termiņš.
'''[[#MD1 | MD1]] termiņš'''.

Uzdots [[#MD2 | MD2]].
|-
|-
|
|
Line 117: Line 121:
Iekļautais asemblers.
Iekļautais asemblers.
|
|
Pasludināts kursa projekts [[#KP | KP]].
|-
|-
|
|

==== 05.05.2014.====
==== 05.05.2014.====
|
|
Brīvdiena, jo 4. maijs svetdienā.
Lielais kontroldarbs KD1

Lielais '''kontroldarbs''' KD1 (Tiešsaistē, [http://estudijas.lu.lv/course/view.php?id=103 pieejams no eStudijām], 6.05.2014. no 8:30 līdz 21:00)
|
|
|-
|-
|
|

==== 12.05.2014.====
==== 12.05.2014.====
|
|
Programmatūras izstrādē lietoto rīku darbības principi.
Programmatūras izstrādē lietoto rīku darbības principi.
|
|
'''[[#MD2 | MD2]] termiņš'''
|-
|-
|
|

==== 19.05.2014.====
==== 19.05.2014.====
|
|
Line 136: Line 147:


Sistēmas sāknēšana, priviliģētās operācijas.
Sistēmas sāknēšana, priviliģētās operācijas.
|
'''Termiņš''' eksāmena formas izvēlei KD/KP.
|-
|

==== 26.05.2014.====
|


Kursa vielas pārskats.
Kursa vielas pārskats.
|
|
'''[[#KD1 | KD1]]''' noskaņto programmēšanas uzdevumu iesniegšanas '''termiņš'''
|-
|-
|

==== 02.06.2014.====
|
|
|
8:30 - 17:00 MK rakstīšana ar 50% vērtību. Saites eStudijās.
==== xx.06.2014.====
|-
| xx:xx '''Eksāmens'''
|
|

==== 16.06.2014.====
|
10:30 '''Eksāmens'''
|
Termiņš visiem iesniedzamajiem darbiem 23:59. Tai skaitā MD1 un MD2 ar 50% vertību.
 
 
|-
|-
Line 160: Line 189:




===MD1===
==MD1==


Aritmētiskās progresijas summa [[LU-MOP-MD1 | (apraksts)]].
Izveidot programmiņu asemblerā, kas aprēķina aritmētiskās progresijas summu no 1 līdz ''n'' ar soli 1.


==MD2==
Skaitlis ''n'' tiek padots kā parametrs.
Matricu reizināšana [[LU-MOP-MD2 | (apraksts)]].
Jāizstrādā un jāiesniedz:
# '''Makefile''' - fails, kas ļauj kompilēt jūsu programmu
# '''md1.h''' - pirmkoda fails ar funkcijas prototipu, ko iekļaus gan C gan asemblera faili.
# '''md1.s''' - programmu asemblerā, kas aprēķina aritmētiskās progresijas summu.
# '''md1_main.c''' - programmu C valodā, kas izsauc asamblera programmu un padod tai parametru '''n''' un saņem rezultātu, ko izdrukā uz ekrāna.


==KP==
Testējot, parametrs '''n''' jāpadod no komandu rindas, līdzīgi kā praktisko darbu piemēros.


Kursa projekts.
Tātad, jums būs jāizveido md1_main.c programma, kas saņem parametru caur argv[1],
pārveido to par "int", un šis veselais skaitlis jāpadod kā parametrs funkcijai asum(), kas realizēta
asemblera kodā, failā md1.s


[[LU-MOP-KP | Grafiskā bibliotēka]].
Rezultāts jāsaņem atpakaļ C programmā un jāizdrukā, piemēram, ar printf() funkciju. Jāizdrukā tikai skaitlis un rindas beigu simbols '\n'.


Piemērs izsaukumam (tam, kā jūsu programma tiks testēta, tikai ar citiem skaitļiem):


==KD1==
leo@asm1:~/work/md1$> qemu-arm ./md1 10
55


Pirmā kontroldarba rezultātu uzlabošanas iespēja.
Risinājums '''nedrīkst izmantot reizināšanas''' instrukcijas!


KD1 bija divi programmēšanas uzdevumi (3. un 4.). Jums iespēja uzlabot savu rezultātu par šiem uzdevumiem iesniedzot tos elektroniski, līdzīgi kā MD1.
Risinājumam jābūt testētam, un jādarbojās uz asm1.linux.edu.lv servera (arm platformai, emulācijas režīmā).


====3. uzdevums====
Risinājumu jāiesūta elektroniski.
Uzrakstīt no “C” izsaucamu ARM asemblera funkciju,
Risinājumam ar visiem failiem jābūt uz servera <code>asm1.linux.edu.lv</code> jūsu konta direktorijā md1:


int replace(char *str, char *alpha, char *beta);
~/md1/


kas tai padotā patvaļīga garuma, ar 0x00 baitu noslēgtā virknē meklē burtus
Uzskaitītie faili tiks izkopēti no minētas direktorijas MD termiņa beigās.
no "alpha" un "beta" virknēm.
"alpha" un "beta arī ir noslēgti ar 0x00 baitu.


Virknes '''burtus''' funkcijai jāaizstāj sekojoši:
Jautājumus un neskaidrības par MD lūdzu iesūtīt kursa google grupā.
* tos, kas sastopami virknē "alpha", funkcijai jāaizstāj ar simbolu '0' (ASCII kods 48);
* tos, kas sastopami virknē "beta" bet ne virknē "alpha", jāaizstāj ar simbolu '1';
* pārējos simbolus jāatstāj neskartus.



Funkcija testējama izsaucot to no C valodā rakstītas funkcijas main().

Parametri uzdevuma testēšanai, tātad main() funkcijai, ir trīs simbolu virknes bez tukšumiem un pēdiņām:
* apstrādājamā virkne (bez tukšumiem)
* vārds
* uzvārds
Programmai main() jāizdrukā apstrādātā simbolu virkne (un nekas cits).

Piemēram, programmas izsaukums ar šādām virknēm dod sekojošu rezultātu
$> kd1u3 Pirmais-kontroldarbs janis berzins
P01m000-ko0t1old0110

Asemblera funkcijas nosaukums un specifikācija tieši tā, kā augstāk minēts.

Risinājumu failus '''kd1u3.s, kd1u3.h '''un''' kd1u3_main.c''' iesniegt direktorijā
~/kd1u3

==== 4. uzdevums ====
Uzrakstīt no “C” izsaucamu ARM asemblera funkciju
int list_special(unsigned int N);

kas (lietojot <code> printf </code> izsaukumu
ar formāta virkni <code>"%x\n"</code>)
drukā visus "īpašos" naturālos skaitļus
no 1 līdz N (sešciparu decimāls skaitlis), ieskaitot.

Par "īpašiem" sauc tos skaitļus, kuru heksadecimālajā pierakstā ciparu
summa pāra pozīcijās ir vienāda ar ciparu summu nepāra pozīcijās.
Piemēram, skaitlis "109A" ir īpašs, jo 1+9 == 0+A.


Funkcija testējama izsaucot to no C valodā rakstītas funkcijas main().

Parametri uzdevuma testēšanai - main() funkcijai ir skaitlis N (kā simbolu virkne).
Programmai jāizdrukā atrastie skaitļi līdz N, katrs savā rindā, un nekas cits.
Tos drukā jūsu asemblera programma, izmantojot printf() saskaņā ar uzdevuma nosacījumiem.
Pati main() funkcija neko neizdrukā, bet atgriež 0.

Asemblera funkcijas nosaukums un specifikācija tieši tā, kā augstāk minēts.

Risinājumu failus '''kd1u4.s, kd1u4.h '''un''' kd1u4_main.c''' iesniegt direktorijā
~/kd1u4


==KD2==

====9. KD2 programmēšanas uzdevums un iesniegšana====

'''Termiņš: 16.jūnijs, līdz pusnaktij'''

Uzrakstīt no “C” izsaucamu ARM asemblera funkciju

int erase_if_found(char *str, char *set)

kas saņem divas ar 0x00 baitu noslēgtas virknes un dara sekojošo.
Tā meklē pirmajā virknē ''str'' simbolus no otrās virknes ''set'' (izņemot noslēdzošo nulles-baitu, protams) un katru atrasto no ''str'' izdzēš, pārvietojot atlikušos simbolus pa kreisi. Funkcijas atgriešanās vērtība ir nodzēsto baitu skaits. Piemēram, ja ''str'' ir "eksaamens nr. 1" un ''set'' ir "rms", tad str tiek pārtaisīts par "ekaaen n. 1" un atgriešanās vērtība ir 4.


Parametri uzdevuma testēšanai - main() funkcijai ir divas simbolu virknes bez tukšumiem tajās.
Pirmā ir "str" un otrā ir "set" parametri.
Programmai main() jāizdrukā apstrādātā simbolu virkne. Nodzēsto simbolu skaits nav jāizdrukā.

Asemblera funkcijas nosaukums un specifikācija tieši tā, kā augstāk minēts.

Risinājumu failus '''kd2u9.s, kd2u9.h '''un''' kd2u9_main.c''' iesniegt direktorijā
~/kd2u9


= Literatūra =
= Literatūra =


Grāmatas un citi resursi
Grāmatas un citi resursi
* ARM Architecture Reference Manual, ARM DDI 0100I, ARM Limited, 2005.
* [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0100i/index.html ARM Architecture Reference Manual], [http://www.altera.com/literature/third-party/archives/ddi0100e_arm_arm.pdf (PDF)], ARM DDI 0100I, ARM Limited, 2005.
* Intel R XScaleTM Microarchitecture Assembly Language Quick Reference Card ARM Instruction Set, Intel Corporation, 2001
* Intel R XScaleTM Microarchitecture Assembly Language Quick Reference Card ARM Instruction Set, Intel Corporation, 2001
* Intel XScale R Core Developer’s Manual, ON: 273473-002, Intel Corporation, 2004
* Intel XScale R Core Developer’s Manual, ON: 273473-002, Intel Corporation, 2004
Line 216: Line 309:
* Kā uzstādīt [[arm-linux-gnueabi-gcc un qemu-arm]] Ubuntu un Debian vidēs.
* Kā uzstādīt [[arm-linux-gnueabi-gcc un qemu-arm]] Ubuntu un Debian vidēs.
* Kā lietot atkļūmotāju [[GDB ar QUEMU | gdb ar qemu]] emulātoru.
* Kā lietot atkļūmotāju [[GDB ar QUEMU | gdb ar qemu]] emulātoru.

* [http://web.cecs.pdx.edu/~jrb/cs201/lectures/handouts/gdbcomm.txt GDB komandu īsais apraksts]
* [http://www.gnu.org/software/gdb/documentation/ GDB rokasgrāmata]

* [https://www.gnu.org/software/make/manual/ GNU Make rokasgrāmata]


= Saites =
= Saites =

Latest revision as of 10:56, 16 June 2014

Mašīnorientētā programmēšana (MOP)

LU DF bakalaura studiju kurss DatZ4017, meklēt eStudijās.


  • Pasniedzējs: Leo Seļāvo (epasts: vards.uzvards @ gmail.com)

Kursa mērķis

Kursa mērķis ir iepazīstināt ar zema līmeņa programmēšanu Asemblerā, ņemot ARM platformu kā konkrētu izstrādes mērķi. Asemblera instrukcijas ir aparatūrai tuvākās procesora izpildes komandas, līdz ar to kursā tiek stāstīts arī par to, kā darbojas procesors, kādi ir tā resursi, un kā to ietekmēt ar Asemblera programmām. Tiek apskatīts arī kā veidot saskarni starp Asembleru un augstāka līmeņa programmām, tai skaitā C.

Šis ir nopiens kurss ar būtisku slodzi. Piemēram, varat iepazīties ar to, ko iepriekšējie studenti rakstīja pēc šī kursa: MOP-m kursa atsauksmes 2013. Veiksmi šajā gadā.

Vērtējums

Gala vērtējums kursā veidosies no sekojošiem faktoriem:

  • Dalība klasē, jautājumi, atbildes, diskusijas
  • MK (1,2,3) = (6+6+13=25%)
  • MD (1,2) = (15+20=35%)
  • KD1 (20%)
  • Eksāmens (20%)

Akadēmiskā goda sistēma - noteikumi, kuriem jums kā studentiem jāpiekrīt lai varetu sekmīgi piedalīties šajā kursā.

Kalendārs

Datums, nedēļa Kursa saturs Uzdevumi

03.02.2014.

Ievads kursā. Kursa mērķi. Iegultās un mazo procesoru sistēmas. ARM arhitektūra. Mācību izstrādes vide.

10.02.2014.

Sešpadsmitnieku un citas skaitīšatas sistēmas datoriem. Pārveidojumi starp dažādām sistēmām, aritmētiskās darbības. Biti, baiti, vārdi, nibbles.

17.02.2014.

Skaitļu attēlošana papildkodā.

MK1 kontroldarbs

24.02.2014.

Procesora uzbūve. Operatīvā atmiņa. Procesora un atmiņas sadarbība. Adreses. Reģistri. Procesora režīmi.

03.03.2014.

Programmu izstrādes vide.

"asm1" serveris praktiskajiem darbiem.

MK2 kontroldarbs

10.03.2014.

Komandu pieraksts, aritmētiskās un bitu operācijas.

17.03.2014.

Vadības maiņas komandas, testi, bitu operācijas.

Pasludināts MD1.

24.03.2014.

Adresācijas režīmi, darbs ar atmiņu.

MK3 kontroldarbs

31.03.2014.

Apakašprogrammu izsaukumi, saskarne ar "C".

07.04.2014.

Simboliskie dati, kodu tabulas.

MD1 termiņš.

Uzdots MD2.

14.04.2014. - 21.04.2014.

Lieldienu brīvdienas

28.04.2014.

Izteiksmes un makro valoda.

Iekļautais asemblers.

Pasludināts kursa projekts KP.

05.05.2014.

Brīvdiena, jo 4. maijs svetdienā.

Lielais kontroldarbs KD1 (Tiešsaistē, pieejams no eStudijām, 6.05.2014. no 8:30 līdz 21:00)

12.05.2014.

Programmatūras izstrādē lietoto rīku darbības principi.

MD2 termiņš

19.05.2014.

Instrukciju izpildes laiki.

Sistēmas sāknēšana, priviliģētās operācijas.

Termiņš eksāmena formas izvēlei KD/KP.

26.05.2014.

Kursa vielas pārskats.

KD1 noskaņto programmēšanas uzdevumu iesniegšanas termiņš

02.06.2014.

8:30 - 17:00 MK rakstīšana ar 50% vērtību. Saites eStudijās.

16.06.2014.

10:30 Eksāmens

Termiņš visiem iesniedzamajiem darbiem 23:59. Tai skaitā MD1 un MD2 ar 50% vertību.  

Kontroldarbi

MK1

Skaitļu formāti un pārvediošana: decimālā, heksadecimālā, oktālā, binārā.

MK2

Skaitļi ar zīmi, divnieka papildkodā, to pārveidošana.

MK3

Asemblera pirmkoda lasīšana un izpratne. Sekot neliela koda fragmentam un noteikt reģistru vērtības pēc tā izpildes.


MD1

Aritmētiskās progresijas summa (apraksts).

MD2

Matricu reizināšana (apraksts).

KP

Kursa projekts.

Grafiskā bibliotēka.


KD1

Pirmā kontroldarba rezultātu uzlabošanas iespēja.

KD1 bija divi programmēšanas uzdevumi (3. un 4.). Jums iespēja uzlabot savu rezultātu par šiem uzdevumiem iesniedzot tos elektroniski, līdzīgi kā MD1.

3. uzdevums

Uzrakstīt no “C” izsaucamu ARM asemblera funkciju, 

int replace(char *str, char *alpha, char *beta);

kas tai padotā patvaļīga garuma, ar 0x00 baitu noslēgtā virknē meklē burtus no "alpha" un "beta" virknēm. "alpha" un "beta arī ir noslēgti ar 0x00 baitu.

Virknes burtus funkcijai jāaizstāj sekojoši:

  • tos, kas sastopami virknē "alpha", funkcijai jāaizstāj ar simbolu '0' (ASCII kods 48);
  • tos, kas sastopami virknē "beta" bet ne virknē "alpha", jāaizstāj ar simbolu '1';
  • pārējos simbolus jāatstāj neskartus.


Funkcija testējama izsaucot to no C valodā rakstītas funkcijas main().

Parametri uzdevuma testēšanai, tātad main() funkcijai, ir trīs simbolu virknes bez tukšumiem un pēdiņām:

  • apstrādājamā virkne (bez tukšumiem)
  • vārds
  • uzvārds

Programmai main() jāizdrukā apstrādātā simbolu virkne (un nekas cits).

Piemēram, programmas izsaukums ar šādām virknēm dod sekojošu rezultātu 

$> kd1u3 Pirmais-kontroldarbs janis berzins
P01m000-ko0t1old0110

Asemblera funkcijas nosaukums un specifikācija tieši tā, kā augstāk minēts.

Risinājumu failus kd1u3.s, kd1u3.h un kd1u3_main.c iesniegt direktorijā 

~/kd1u3

4. uzdevums

Uzrakstīt no “C” izsaucamu ARM asemblera funkciju 

int list_special(unsigned int N);

kas (lietojot printf izsaukumu ar formāta virkni "%x\n") drukā visus "īpašos" naturālos skaitļus no 1 līdz N (sešciparu decimāls skaitlis), ieskaitot.

Par "īpašiem" sauc tos skaitļus, kuru heksadecimālajā pierakstā ciparu summa pāra pozīcijās ir vienāda ar ciparu summu nepāra pozīcijās. Piemēram, skaitlis "109A" ir īpašs, jo 1+9 == 0+A.


Funkcija testējama izsaucot to no C valodā rakstītas funkcijas main().

Parametri uzdevuma testēšanai - main() funkcijai ir skaitlis N (kā simbolu virkne). Programmai jāizdrukā atrastie skaitļi līdz N, katrs savā rindā, un nekas cits. Tos drukā jūsu asemblera programma, izmantojot printf() saskaņā ar uzdevuma nosacījumiem. Pati main() funkcija neko neizdrukā, bet atgriež 0.

Asemblera funkcijas nosaukums un specifikācija tieši tā, kā augstāk minēts.

Risinājumu failus kd1u4.s, kd1u4.h un kd1u4_main.c iesniegt direktorijā 

~/kd1u4


KD2

9. KD2 programmēšanas uzdevums un iesniegšana

Termiņš: 16.jūnijs, līdz pusnaktij

Uzrakstīt no “C” izsaucamu ARM asemblera funkciju 

int erase_if_found(char *str, char *set)

kas saņem divas ar 0x00 baitu noslēgtas virknes un dara sekojošo. Tā meklē pirmajā virknē str simbolus no otrās virknes set (izņemot noslēdzošo nulles-baitu, protams) un katru atrasto no str izdzēš, pārvietojot atlikušos simbolus pa kreisi. Funkcijas atgriešanās vērtība ir nodzēsto baitu skaits. Piemēram, ja str ir "eksaamens nr. 1" un set ir "rms", tad str tiek pārtaisīts par "ekaaen n. 1" un atgriešanās vērtība ir 4.


Parametri uzdevuma testēšanai - main() funkcijai ir divas simbolu virknes bez tukšumiem tajās. Pirmā ir "str" un otrā ir "set" parametri. Programmai main() jāizdrukā apstrādātā simbolu virkne. Nodzēsto simbolu skaits nav jāizdrukā.

Asemblera funkcijas nosaukums un specifikācija tieši tā, kā augstāk minēts.

Risinājumu failus kd2u9.s, kd2u9.h un kd2u9_main.c iesniegt direktorijā 

~/kd2u9

Literatūra

Grāmatas un citi resursi

  • ARM Architecture Reference Manual, (PDF), ARM DDI 0100I, ARM Limited, 2005.
  • Intel R XScaleTM Microarchitecture Assembly Language Quick Reference Card ARM Instruction Set, Intel Corporation, 2001
  • Intel XScale R Core Developer’s Manual, ON: 273473-002, Intel Corporation, 2004
  • Intel R IXP42X Product Line of Network Processors and IXC1100 Control Plane Processor Developer’s Manual, ON: 252480-006US, Intel Corporation, 2006
  • Patterson and Hennessy, Computer Organization and Design, 4th Edition (@Amazon)
  • "Building Embedded Linux Systems" O'Reilly Media, 2008, ISBN 0596529686

Pamācības

Saites

  • Linaro - Open source software for ARM SoCs.

Atziņas

Retrieved from "http://andromeda.df.lu.lv/wiki/index.php?title=LU-MOP-b14&oldid=5220"