LU-MOP-b
Īsceļi: Kalendārs | Pārbaudījumi | HW | Projekts | Literatūra | Pamācības | Šodiena (ja ir lekcija)
Mašīnorientētā programmēšana (MOP)
LU DF bakalaura studiju kurss DatZ4017, meklēt eStudijās.
- Pasniedzējs: Leo Seļāvo (epasts: vards.uzvards @ gmail.com)
- Komunikācija ar pasniedzēju iespējama gan kursa forumā, gan pa epastu, vai arī iepriekš sarunājot, klātienē.
Kursa mērķis
Kursa mērķis ir iepazīstināt ar zema līmeņa programmēšanu Asemblerā, lietojot ARM platformu kā konkrētu izstrādes mērķa vidi. Asemblera instrukcijas ir aparatūrai tuvākās procesora izpildes komandas, līdz ar to kursā tiek stāstīts arī par to, kā darbojas procesors un cita aparatūra, 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 nopietns kurss ar būtisku slodzi. Piemēram, varat iepazīties ar to, kā iepriekšējo gadu studenti vērtējuši šo kursu: MOP-m kursa atsauksmes. Veiksmi šajā gadā.
Vērtējums
Gala vērtējums kursā veidosies no sekojošiem faktoriem:
- Dalība kursā: jautājumi, atbildes, un diskusijas, tai skaitā kursa komunikācijas vietnē.
- 15% - mazie kontroldarbi (Q: 1+3+3+8)
- 35% - mājas darbi (HW: 15+20)
- 25% - semestra vidus kontroldarbs (MT1)
- 25% - eksāmens (EX). Eksāmena forma: kursa projekts vai rakstisks.
Lai saņemtu sekmīgu vērtējumu kursā, jāsavāc vismaz 40% kopā par visiem kursa darbiem, un jānoliek eksāmens ar vērtējumu vismaz 40%. Tātad, ar eksāmenu vien nepietiek, jāpilda arī citi darbi.
Akadēmiskā goda sistēma
Akadēmiskā goda sistēma - noteikumi, kuriem jums kā studentiem jāpiekrīt lai varētu sekmīgi piedalīties šajā kursā.
Kalendārs
Datums, nedēļa | Kursa saturs | Uzdevumi |
---|---|---|
03.09.2024. |
Ievads kursā (lekcija). Kursa prasības un uzdevumi. |
Uzstādiet Ubuntu vai citu Debian saimes Linux darba vidi uz sava datora, kurā strādāsiet pie kursa uzdevumiem. Kursā mēs izmantosim ARM kros-kompilācijas rīkus. Ubuntu operētājsistēmu Jūs varat darbināt kādā no sekojošiem veidiem:
|
10.09.2024. |
Sešpadsmitnieku un citas skaitīšatas sistēmas datoriem. Pārveidojumi starp dažādām sistēmām, aritmētiskās darbības. Biti, baiti, vārdi, nibbles. Lab: Skaitļu pārveidošana starp skaitīšanas sistēmām ar dažādām bāzēm. |
|
17.09.2024. |
Skaitļu attēlošana papildkodā.
|
|
24.09.2024. |
Iegultās un mazo procesoru sistēmas. ARM arhitektūra. Mācību izstrādes vide. Procesora uzbūve. Operatīvā atmiņa. Procesora un atmiņas sadarbība. Adreses. Reģistri. Procesora režīmi. Lab: Q2 risinājums |
|
01.10.2024. |
Programmu izstrādes vide un darba plūsma. Lab: Makefile uzbūve un veidošana |
|
08.10.2024. |
Komandu pieraksts, aritmētiskās un bitu operācijas. (video) Lab. Asemblera programmas trasēšana, sekošana reģistru vērtībām. |
|
15.10.2024. |
Vadības maiņas komandas, testi, bitu operācijas. (video) Lab. Q3 pārskats |
Gatavošanās Q3 |
22.10.2024. |
Adresācijas režīmi, darbs ar atmiņu. (video) Lab: Atkļūdotāja lietošana |
|
29.10.2024. |
Apakšprogrammu izsaukumi, saskarne ar "C". (video) |
|
05.11.2024. |
Simboliskie dati, kodu tabulas. (video) |
|
12.11.2024. |
Lielais kontroldarbs MT.
|
|
19.11.2024. |
Izteiksmes un makro valoda. (video) |
|
26.11.2024. |
Iekļautais asemblers. Programmatūras izstrādē lietoto rīku darbības principi. Koda optimizācijas. |
|
03.12.2024. |
Instrukciju izpildes laiki.
|
|
10.12.2024. |
Sistēmas uz čipa (SoC)
Case study:
Kursa vielas pārskats |
|
17.12.2024. |
xx:xx Eksāmens - Kontroldarbs KD2 xx:xx Eksāmens - termiņš kursa projektam
|
Termiņš visiem iesniedzamajiem darbiem 23:59.
|
Pārbaudījumi
Tipiskas kļūdas pārbaudījumos:
- Ja prasīts izvadīt tikai rezultātu, tad TIKAI rezultātu. Piemēram "17" nevis "summa=17".
- Uzdevumu iesniedzamo direktoriju vārdi ir "case sensitive". Piemēram, ja prasība ir "hw1", tad "HW1" tiks ignorēta.
- Programmu izpilde jātestē uz kursa servera. Pat, ja programma iet uz jūsu datora bet neiet uz servera, tā netiks ieskaitīta.
- Kompilējot programmas jālieto XScale arhitektūra, gluži kā laboratorijas 1. darba Makefile piemērā. Nenorādot arhitektūru var rasties programmas kļūdas par ko gcc neinformē, piemēram, mov ar konstanti kas garāka par 8 bitiem.
Q1
Skaitļu formāti un pārveidošana: decimālā, heksadecimālā, oktālā, binārā.
Mazais kontroldarbs būs pieejams estudijās.
Q2
Skaitļi ar zīmi, divnieka papildkodā, to pārveidošana.
Mazais kontroldarbs būs pieejams estudijās.
Q3
Asemblera pirmkoda lasīšana un izpratne. Sekot neliela koda fragmentam un noteikt reģistru vērtības pēc tā izpildes.
Mazais kontroldarbs būs pieejams estudijās.
Mājas darbi
HW0
- Pieslēgties kursa serverim.
- Savā mājas direktorijā izveidot direktoriju
md0
- Direktorijā md0 izveidot teksta failu
out.txt
kurā ierakstīts teksts "aRM" bez pēdiņām.
HW1
Aritmētiskās progresijas summa (apraksts).
HW2
Matricu reizināšana (apraksts).
KP
Kursa projekts.
Literatūra
Makefile
GDB
Asemblers
- The “gas” manual, directives etc.
- ARM Assembly Language Programming (AALP) online book by Pete Cockerell
ARM
- ARM instruction set quick reference - from U.Wisconsin.
- A32 instruction summary
- Šeit pieejami visu instrukciju apraksti
- Application Binary Interface (ABI) for the Arm architecture
- ARM A32 instruction set. Note, that ARM has several instruction sets described here
- ARM Architecture Reference Manual, (PDF), ARM DDI 0100I, ARM Limited, 2005.
- ARM DeveloperSuite Assembler Guide: (web), (pdf).
- Šeit arī pieejami visu instrukciju apraksti: Chapter 4, ARM Instruction Reference.
Xscale
- Intel XScale Microarchitecture Assembly Language Quick Reference Card ARM Instruction Set, Intel Corporation, 2001
- Intel IXP42X Product Line of Network Processors and IXC1100 Control Plane Processor Developer’s Manual, ON: 252480-006US, Intel Corporation, 2006
- Intel XScale(R) Core Developer’s Manual
- Intel XScale R Core Developer’s Manual, ON: 273473-002, Intel Corporation, 2004
Grāmatas un citi resursi
- Patterson and Hennessy, Computer Organization and Design, 4th Edition (@Amazon)
- "Building Embedded Linux Systems" O'Reilly Media, 2008, ISBN 0596529686
Pamācības
- Kā uzstādīt ARM qemu un gdb Ubuntu un Debian vidēs.
- Kā lietot atkļūmotāju gdb ar qemu emulātoru.
Saites
- Noderīgas Linux komandas
- Easy 6502 assembly tutorial
- The ARM Architecture - slaidi no Arm.
- ARM Architecture - Wikipedija
- Introduction to ARM at DaveSpace
- Linaro - Open source software for ARM SoCs.
- Goldbolt.org - Compiler explorer
Dažādi
- Pentium FOOF bug: main = 0xc8c70ff0;
- Spēļu programmēšana 8 bitu arhitektūrā
Atziņas
- Teach yourself programming in 10 years by Peter Norvig
- Should I learn assembly language to program a microcontroller? - Answer on Quora by software R&D professional with 40 years of experience.