LU-MOP-b: Difference between revisions

From DiLab
Jump to navigation Jump to search
← Older edit
Content deleted Content added
 
(267 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 1: Line 1:
<big>
'''Īsceļi:'''
[[#Kalendārs | Kalendārs]] |
[[#Pārbaudījumi | Pārbaudījumi]] |
[[#Mājas_darbi | HW]] |
[[#KP | Projekts]] |
[[#Literatūra | Literatūra]] |
[[#Pamācības | Pamācības]] |
</big>
{{TodayTomorrow}} (ja ir lekcija)

{{LUDFKurss|Mašīnorientētā programmēšana|MOP|DatZ4017|2DAT4074}}
{{LUDFKurss|Mašīnorientētā programmēšana|MOP|DatZ4017|2DAT4074}}


Line 15: Line 26:


Šis ir nopietns kurss ar būtisku slodzi.
Šis ir nopietns kurss ar būtisku slodzi.
Piemēram, varat iepazīties ar to, kā iepriekšējie studenti vērtējuši šo kursu: [[MOP-m kursa atsauksmes 2013]].
Piemēram, varat iepazīties ar to, kā iepriekšējo gadu studenti vērtējuši šo kursu: [[MOP-m kursa atsauksmes 2013 | MOP-m kursa atsauksmes]].
Veiksmi šajā gadā.
Veiksmi šajā gadā.


Line 21: Line 32:
Gala vērtējums kursā veidosies no sekojošiem faktoriem:
Gala vērtējums kursā veidosies no sekojošiem faktoriem:
* Dalība kursā: jautājumi, atbildes, un diskusijas, tai skaitā kursa komunikācijas vietnē.
* Dalība kursā: jautājumi, atbildes, un diskusijas, tai skaitā kursa komunikācijas vietnē.
* 15% - mazie kontroldarbi (MK: 1+3+3+8)
* 15% - mazie kontroldarbi (Q: 3+3+9)
* 35% - mājas darbi (MD: 15+20)
* 35% - mājas darbi (HW: 15+20)
* 25% - semestra vidus kontroldarbs (KD1)
* 25% - semestra vidus kontroldarbs (MT1)
* 25% - eksāmens (EX). Eksāmena forma: kursa projekts vai rakstisks.
* 25% - eksāmens (EX). Eksāmena forma: kursa projekts vai rakstisks.


Line 29: Line 40:
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.
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.


{{DarbuKavejumi}}

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


Line 36: Line 50:
|-
|-
! Datums, nedēļa
! Datums, nedēļa
! Kursa saturs
!width="50%"| Kursa saturs
! Uzdevumi
! Uzdevumi
|-
|-
|
|
==== 06.02.2017.====
==== 1.09.2026. ====
|
|
Ievads kursā (lekcija). Kursa prasības un uzdevumi. ([http://estudijas.lu.lv/mod/resource/view.php?id=237516 Slaidi])
Ievads kursā (lekcija). Kursa prasības un uzdevumi.
|
|
Uzdots '''MD0 mājas darbs''',
<!--Uzdots '''MD0 mājas darbs''',
pieejams no [http://estudijas.lu.lv/course/view.php?id=103 pieejams no eStudijām].
pieejams no [http://estudijas.lu.lv/course/view.php?id=103 pieejams no eStudijām].
-->
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:
* tiešā veidā (native installation);
* "Dual boot" režīmā, blakus jūsu ikdienas operētājsistēmai;
* kā virtuālu mašīnu zem jūsu iecienītās operētājsistēmas (MS Windows vai MacOS).

<!--
Uzstādiet arī uz sava datora Zoom Meetings klientu, lai varam ērti komunicēt lekcijās, praktiskajos darbos un konsultācijās.
-->
|-
|-
|
|


==== 13.02.2017.====
==== 8.09.2026. ====
|
|
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.
Iegultās un mazo procesoru sistēmas. ARM arhitektūra.
Mācību izstrādes vide. ([http://estudijas.lu.lv/pluginfile.php/227436/mod_resource/content/3/Lekcijas/mop05_env.pdf Slaidi])

|
|
|-
|-
|
|


==== 20.02.2017.====
==== 15.09.2026. ====
|
|
Skaitļu attēlošana papildkodā.
* Sešpadsmitnieku un citas skaitīšatas sistēmas datoriem.
([http://estudijas.lu.lv/mod/resource/view.php?id=238880 Slaidi])
Pārveidojumi starp dažādām sistēmām, aritmētiskās darbības. Biti, baiti, vārdi, nibbles.


* Skaitļu attēlošana papildkodā.
([http://estudijas.lu.lv/mod/resource/view.php?id=239717 Slaidi])


Lab: Q1 risinājums. Negatīvi skaitļi aparatūrā.
|
|
'''MD0 termiņš'''
* '''[[#HW0 | HW0]] termiņš'''
* Mazais kontroldarbs [[#Q1 | Q1]]
|-
|-
|
|


==== 27.02.2017.====
==== 22.09.2026. ====
|
|
Iegultās un mazo procesoru sistēmas. ARM arhitektūra.
Procesora uzbūve. Operatīvā atmiņa. Procesora un atmiņas sadarbība. Adreses. Reģistri. Procesora režīmi.
Mācību izstrādes vide.


Procesora uzbūve. Operatīvā atmiņa. Procesora un atmiņas sadarbība. Adreses. Reģistri. Procesora režīmi.
Programmu izstrādes vide.
Serveris praktiskajiem darbiem ("asm1").


Lab: Q2 risinājums
|
|
Mazais kontroldarbs [[#MK1 | MK1]] un [[#MK2 | MK2]]!
* Mazais kontroldarbs [[#Q2 | Q2]]
* Pasludināts [[#HW1 | HW1]].
|-
|-
|
|


==== 06.03.2017.====
==== 29.09.2026. ====
|
|
Programmu izstrādes vide un darba plūsma.
Programmu izstrādes vide un darba plūsma.

|
Lab: Makefile uzbūve un veidošana
|

|-
|-
|
|


==== 13.03.2017.====
==== 6.10.2026. ====
|
|
Komandu pieraksts, aritmētiskās un bitu operācijas.
Komandu pieraksts, aritmētiskās un bitu operācijas.
[https://youtu.be/esNPGVJMyo8 (video)]
|

Pasludināts [[#MD1 | MD1]].
Lab. Asemblera programmas trasēšana, sekošana reģistru vērtībām.
|

* Pasludināts [[#HW2 | HW2]].

|-
|-
|
|


==== 20.03.2017.====
==== 13.10.2026. ====
|
|
Vadības maiņas komandas, testi, bitu operācijas.
Vadības maiņas komandas, testi, bitu operācijas.
[https://youtu.be/oXG2kp0C8cQ (video)]

Lab. Q3 pārskats
|
|
Gatavošanās Q3

|-
|-
|
|


==== 27.03.2017.====
==== 20.10.2026. ====
|
|
Adresācijas režīmi, darbs ar atmiņu.
Adresācijas režīmi, darbs ar atmiņu.
[https://youtu.be/4RcHKopHNlA (video)]
|

* MK3 (pieejams eStudijās no 16:00 līdz 23:59)
Lab: [https://youtu.be/44VU-rUklm8?si=I8jPmhTXesGn6ssW GDB Atkļūdotāja lietošana ar qemu-arm]
* Pasludināts [[#MD2 | MD2]].
|
* Mazais kontroldarbs [[#Q3 | Q3]]
* Termiņš [[#HW1 | HW1]] 23:59

|-
|-
|
|


==== 03.04.2017.====
==== 27.10.2026. ====
|
|
Apakšprogrammu izsaukumi, saskarne ar "C".
Virtuāla lekcija (klasē nenotiek). Ko darīt:
[https://youtu.be/KwV2UBhwpP8 (video)]
* Apgūt videomateriālu līdzšinējām lekcijām (estudijās)

* MD1 skaņošana un pabeigšana (termiņš).
|
* Darbs pie MD2
* Gatavošanās lielajam KD.


|
* Termiņš [[#MD1 | MD1]] 23:59.59
|-
|-
|
|


==== 10.04.2017. - 17.04.2017.====
==== 3.11.2026. ====
|
|
Simboliskie dati, kodu tabulas.
''Lieldienu brīvdienas''
[https://youtu.be/H7aR5OGNBEM (video)]

|
|
* Termiņš [[#HW2 | HW2]] 23:59
|-
|-
|
|


==== 10.11.2026. ====
|
Lielais '''kontroldarbs''' [[#MT | MT]].




<!--
==== 24.04.2017.====
* Kontroldarbs MT būs pieejams tiešsaistē, e-studijās, zemāk sadaļā "Pārbaudījumi".
|
* Kontroldarbu uzsākot jums būs dotas 90 minūtes laika. Kontroldarbu varēs veikt tikai vienu reizi. Tāpēc nodrošiniet sevi ar laiku un vietu kur jūs neviens netraucēs. Uzdevumi paredzami kā atbildes uz jautājumiem, gan arī kā programmēšanas uzdevumi.
Apakšprogrammu izsaukumi, saskarne ar "C".
* Pēc kontroldarba jums būs 15 min laika lai ieskenētu vai nofotografētu un eStudijās iesūtītu jūsu pierakstus risinot kontroldarba jautājumus. Tie kalpos kā pierādījums par jūsu patstāvīgu darbu kā arī lai parādītu risinājuma gaitu. Pašas uzdevumu atbildes tik un tā jānosūta ar galveno kontroldarbu.
-->


Simboliskie dati, kodu tabulas.
|
|
* Kontroldarba programmēšanas uzdevumi jāiesniedz '''serverī''' līdz '''trešdienas''', 11.11.2026. beigām. Uzdevuma apraksts (būs) pieejams eStudijās.
* Termiņš [[#MD2 | MD2]] 23:59.59


* Lielais '''kontroldarbs''' [[#KD1 | KD1]]
* Pasludināts kursa projekts [[#KP | KP]].

<!--
Tiešsaistē, [http://estudijas.lu.lv/course/view.php?id=103 pieejams no eStudijām],
no 10:30 līdz 22:30. Kontroldarba ilgums 90 minūtes, tiks piefiksēts, bet jākontrolē pašiem.
-->
|-
|-
|
|


==== 08.05.2017.====
==== 17.11.2026. ====
|
|

Izteiksmes un makro valoda.
Izteiksmes un makro valoda.
[https://youtu.be/hW7WQ9dtXzI (video)]


|
|
<!-->
* Pasludināts kursa projekts [[#KP | KP]].
* Termiņš '''MT''' ''noskaņotiem'' MT programmēšanas uzdevumiem serverī: 23:59'''. Uzdevumu nosacījumi pieejami estudijās.
< -->
|-
|-
|
|


==== 15.05.2017.====
==== 24.11.2026. ====
|
|
Iekļautais asemblers.
Iekļautais asemblers.
Programmatūras izstrādē lietoto rīku darbības principi.
Koda optimizācijas.
|
|
* '''Termiņš''' eksāmena formas izvēlei KD/KP (23:59)
'''[[#KD1 | KD1]]'''

noskaņto programmēšanas uzdevumu iesniegšanas '''termiņš''' līdz 23:59.
|-
|-
|
|


==== 22.05.2017.====
==== 1.12.2026. ====
|
|
Programmatūras izstrādē lietoto rīku darbības principi.

Instrukciju izpildes laiki.
Instrukciju izpildes laiki.
* [http://download.intel.com/design/intelxscale/27347302.pdf Intel XScale R Core Developer’s Manual]
** A.2.1.2 — bilde ar procesora instrukciju izpildes “cauruli” un tuvumā esošie teksti, par to, kā pa to virzās instrukcijas;
** 10.4 — cik ātri izpildās instrukcijas, piemēram, reizināšana;
** 5 — kā strādā zarošanās paredzēšanas mehānisms;
** 4 un 6 — cache atmiņa pastāv un noder, un ir atsevišķa gan instrukcijām, gan datiem;
** A.3–A.5 — paanalizējam Intel-a ieteiktās optimizācijas.


Sistēmas sāknēšana, priviliģētās operācijas.
|
|

|-
|-
|
|


==== 29.05.2017.====
==== 8.12.2026. ====
|
|
Sistēmas uz čipa (SoC)
* Dokumentācija (''datasheet''), tipiskas sadaļas.
* Atmiņas izklājums (''memory map'')
* Komunikācijas protokoli: RS232, USB, SPI, I2C, 1-wire, CAN.
* Perifērijs iekārtas: Taimeri, GPIO, USART
* Watchdog taimeris
* Sistēmas sāknēšana, priviliģētās operācijas.


Case study:
Kursa vielas pārskats.
* Atmega 328P ([https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf datasheet])
* [https://www.elprocus.com/avr-atmega8-microcontroller-architecture-applications/ Atmega8 apraksts]

Kursa vielas pārskats
|
|
'''Termiņš''' eksāmena formas izvēlei KD/KP (23:59)
|-
|-
|
|


==== 13.06.2017.====
==== 15.12.2026. ====
|
10:30 '''Eksāmens - Kontroldarbs KD2'''
|
|
12:30 '''Eksāmens - Kontroldarbs KD2'''

12:30 '''Eksāmens - termiņš kursa projektam'''

<!--
<!--
Eksāmens būs pieejams tiešsaistē, e-studijās '''no 10:30 līdz 22:30'''.
Eksāmens būs pieejams tiešsaistē, e-studijās '''no 10:30 līdz 22:30'''.
-->
-->
&nbsp;
|-
|


<!-- Sesijā eksāmens reģistrēts 6.jan.2026 14:30 -->
==== 13.06.2017.====
|
|
10:30 '''Eksāmens - termiņš kursa projektam'''
|
<!--
Termiņš visiem iesniedzamajiem darbiem 23:59.
Termiņš visiem iesniedzamajiem darbiem 23:59.
-->



Tai skaitā:
* noskaņotam KD2 programmēšanas uzdevumam uz servera (apraksts (būs) pieejams eStudijās).
* MT programmēšanas uzdevumiem, atkārtota iesniegšanas iespēja ar 50% vertību.
* HW1 un HW2, atkārtota iesniegšanas iespēja ar 50% vertību.
<!--
<!--
Tai skaitā noskaņotam [[#KD2 | KD2 programmēšanas uzdevumam]].
Tai skaitā MD1 un MD2 ar 50% vertību.
-->
-->

&nbsp;
|-
|-
|}
|}
Line 224: Line 279:
=Pārbaudījumi=
=Pārbaudījumi=


Tipiskas kļūdas pārbaudījumos:
===MK1===
* Ja prasīts izvadīt tikai rezultātu, tad TIKAI rezultātu. Piemēram "17" nevis "summa=17".
Skaitļu formāti un pārveidošana: decimālā, heksadecimālā, oktālā, binārā.
* Uzdevumu iesniedzamo direktoriju un failu 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.


===MK2===
Skaitļi ar zīmi, divnieka papildkodā, to pārveidošana.


===MK3===
===Q1===
Skaitļu formāti un pārveidošana: decimālā, heksadecimālā, oktālā, binārā.
Asemblera pirmkoda lasīšana un izpratne. Sekot neliela koda fragmentam un noteikt reģistru vērtības pēc tā izpildes.
<!--
-->


Mazais kontroldarbs būs pieejams estudijās.
==MD1==
Aritmētiskās progresijas summa [[LU-MOP-MD1 | (apraksts)]].


==MD2==
===Q2===
Skaitļi ar zīmi, divnieka papildkodā, to pārveidošana.
Matricu reizināšana [[LU-MOP-MD2 | (apraksts)]].


Mazais kontroldarbs būs pieejams estudijās.


==KD1==
===Q3===
Asemblera pirmkoda lasīšana un izpratne. Sekot neliela koda fragmentam un noteikt reģistru vērtības pēc tā izpildes.


Mazais kontroldarbs būs pieejams estudijās.
Isumā, KD1 paredzami jautājumi un jūsu atbildes, kā arī programmēšanas daļa 1-2 nelieliem uzdevumiem.


=Mājas darbi=
'''Sīkāki komentāri:'''
==HW0==
# Pieslēgties kursa serverim.
# Savā mājas direktorijā izveidot direktoriju <code>md0</code>
# Direktorijā md0 izveidot teksta failu <code>out.txt</code> kurā ierakstīts teksts "aRM" bez pēdiņām.


==HW1==
Kontroldarba tēmas ir visas lekcijas līdz kontroldarba datumam.
Aritmētiskās progresijas summa [[LU-MOP-MD1 | (apraksts)]].


==HW2==
Kontroldarbā paredzami uzdevumi, kas balstīsies gan uz koda izpratni, gan arī programmu rakstīšana asemblerā.
Matricu reizināšana [[LU-MOP-MD2 | (apraksts)]].


=KP=
Piemērs kontroldarbam varētu būt sekojošs:


Kursa projekts.
# Dots pirmkoda listings ar datu definīcijām. Uzrakstīt, kādās adresēs kādi dati atradīsies. Jāsaprot gan direktīvas pirmkoda izlīdzināšanai, gan datu tipi, tai skaitā simboliskie, piemēram, ascii un asciz, short, word, un tamlīdzīgi.
# Dots pirmkods asemblerā (apmēram 8-15 rindiņas) un dažu reģistru saturs. Izsekot programmai un uzrakstīt kāds būs reģistru saturs pēc programmas izpildes. Jums jāatpazīst līdz šim apskatītās instrukcijas, tai skaitā MOV varianti, aritmētiskās, vadības kontroles (piem. BX), steka operāciju instrukcijas (piem. LDMFD), un parējās par ko runāts slaidos un video materiālā. Katram studentam uzdevums atšķirsies.
# Uzrakstīt no C izsaucamu asemblera funkciju, kas apstrādā tai padotos datus īpašā veidā.
# Uzrakstīt specifisku funkcijas kodu asemblerā kas lietojot "printf" izsaukumu (saskarne ar C, kā lekcijās) izvada tās rezultātu.


[[LU-MOP-KP | Grafiskā bibliotēka]].
Komentāri par 3. un 4.: Kontroldarba laikā netiek sagaidīts, ka jūs pilnībā uzrakstīsiet šo kodu. Tā vietā tiek sagaidīts, ka jūsu rakstītais kods parādīs, ka jums ir skaidrs plāns kā rakstīt šādas programmas, un kā rakstīt saturīgu kodu asemblerā. Savukārt, pēc kontroldarba tiks dots laiks (vismaz nedēļa) lai šīs programmas uzrakstītu līdz galam, un noskaņotu. Tad tās tiek iesniegtas un vērtētas tā pat kā mājas darbi. Termiņi jau ir kursa wiki kalendārī.


= Literatūra =
Asemblera iemaņas 3. un 4. uzdevumiem nepārsniegs kursā apskatītās tēmas. Cerams, ka mājas darbu pildīšanas laikā būsiet guvuši vērtīgu pieredzi. Bez tās gan būs pagrūti.


====Makefile====
Kontroldarba laikā nav aizliegts lietot literatūru. Savukārt, datoru lietot nav atļauts. Šeit es paļaujos uz jūsu goda prātu, kā arī uz [[Akadēmiskā_goda_sistēma | Akadēmiskā goda sistēmu]].
* [https://www.cs.colby.edu/maxwell/courses/tutorials/maketutor/ A simple Makefile tutorial]
* [http://www.bravegnu.org/gnu-eprog/ Embedded Programming using the GNU Toolchain]
* [https://www.gnu.org/software/make/manual/ GNU Make rokasgrāmata]


====GDB====
Kontroldarba izpildei paredzētas 90 minūtes, tā pat kā lekcijas garums LU DF (2x45min).
* [https://developers.redhat.com/blog/2021/04/30/the-gdb-developers-gnu-debugger-tutorial-part-1-getting-started-with-the-debugger GDB getting started tutorial]
* [https://www.cs.umd.edu/~srhuang/teaching/cmsc212/gdb-tutorial-handout.pdf GDB pamācība] no UMD


* [http://web.cecs.pdx.edu/~jrb/cs201/lectures/handouts/gdbcomm.txt GDB komandu īsais apraksts] no PDX
===Pirmā kontroldarba rezultātu uzlabošanas iespēja===
* [http://www.gnu.org/software/gdb/documentation/ GDB rokasgrāmata]


====Asemblers====
KD1 bija divi programmēšanas uzdevumi (3. un 4.). Jums iespēja uzlabot savu rezultātu par šiem uzdevumiem iesniedzot tos elektroniski, līdzīgi kā MD1.
* [http://sourceware.org/binutils/docs/as/index.html The “gas” manual], directives etc.


* [https://thinkingeek.com/arm-assembler-raspberry-pi/ ARM assembler in Raspberry Pi]
====3. uzdevums====
Uzrakstīt no “C” izsaucamu ARM asemblera funkciju,


* [http://www.peter-cockerell.net/aalp/html/frames.html ARM Assembly Language Programming (AALP)] online book by Pete Cockerell
int replace(char *T, char *S0, char *S1);


====ARM====
kas tai padotā simbolu virknē T (patvaļīga garuma, noslēgta ar 0x00 baitu) meklē burtus no parametra "S0" un tos aizstāj T virknē ar simbolu no parametra "S1" (S0 un S1 arī ir simbolu virknes). Aizstāšana ir atkarīga no simbolu pozīcijas S0 un S1 virknēs: ja atrasts n-tais simbols no S0, tas jāaizstāj ar n-to simbolu no S1. Arī S0 un S1 ir noslēgtas ar 0x00 baitu. Funkcija vienmēr atgriež 0.
* [http://pages.cs.wisc.edu/~markhill/restricted/arm_isa_quick_reference.pdf ARM instruction set quick reference] - from U.Wisconsin.


* [https://developer.arm.com/documentation/100076/0100/a32-t32-instruction-set-reference/a32-and-t32-instructions/a32-and-t32-instruction-summary?lang=en A32 instruction summary]
Piemēram: prog3("ELITE", "IELA","1374") izmainīs pirmo virkni uz "371T3". Pārējos simbolus jāatstāj neskartus.
** Šeit pieejami visu instrukciju apraksti


* [https://developer.arm.com/architectures/system-architectures/software-standards/abi Application Binary Interface (ABI)] for the Arm architecture
Funkcija testējama izsaucot to no C valodā rakstītas funkcijas main().
* [https://developer.arm.com/architectures/instruction-sets/base-isas/a32 ARM A32 instruction set]. Note, that ARM has several [https://developer.arm.com/architectures/instruction-sets instruction sets described here]


* [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.
Parametri uzdevuma testēšanai, tātad main() funkcijai, ir trīs simbolu virknes bez tukšumiem un pēdiņām:
* ARM DeveloperSuite Assembler Guide: [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.dui0068b/index.html (web)], [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.dui0068b/DUI0068.pdf (pdf)].
* apstrādājamā virkne (bez tukšumiem)
** Šeit arī pieejami visu instrukciju apraksti: Chapter 4, ARM Instruction Reference.
* meklējamo simbolu virkne
* aizvietotāju simbolu virkne


====Xscale====
Programmai main() jāizdrukā apstrādātā simbolu virkne (un nekas cits).
* 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
* [http://download.intel.com/design/intelxscale/27347302.pdf Intel XScale(R) Core Developer’s Manual]
* [http://download.intel.com/design/intelxscale/27347302.pdf Intel XScale R Core Developer’s Manual], ON: 273473-002, Intel Corporation, 2004


Piemēram, programmas izsaukums ar šādām virknēm dod sekojošu rezultātu
$> kd1u3 Pirmais-kontroldarbs ELITE IELA 1374
371T3

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 C bibliotēkas funkcijas <code>printf()</code> izsaukumu
ar formāta virkni <code>"%x\n"</code> (formāts norāda heksadecimāla skaitļa izvadu),
drukā visus "īpašos" naturālos skaitļus no 1 līdz WXWYWZ (sešciparu decimāls skaitlis).

Par "īpašiem" sauc tos skaitļus, kuru heksadecimālajā pierakstā ar S cipariem kreiso S/2 ciparu summa ir vienāda ar ciparu summu labējiem S/2 cipariem.

Piemēram, skaitlis <code>"1A65"</code> ir īpašs.

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.

Funkcija list_special vienmēr 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==

Jautājumi un atbildes, kā arī programmēšanas daļa nelielam uzdevumam.

<!--
==== 9. KD2 programmēšanas uzdevums un iesniegšana ====

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

-->

==KP==

Kursa projekts.

[[LU-MOP-KP | Grafiskā bibliotēka]].

= Literatūra =

Grāmatas un citi resursi
* [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.
* ARM DeveloperSuite Assembler Guide: [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.dui0068b/index.html (web)], [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.dui0068b/DUI0068.pdf (pdf)].
* 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


====Grāmatas un citi resursi====
* Patterson and Hennessy, Computer Organization and Design, 4th Edition ([http://www.amazon.com/Computer-Organization-Design-Fourth-Architecture/dp/0123744938 @Amazon])
* Patterson and Hennessy, Computer Organization and Design, 4th Edition ([http://www.amazon.com/Computer-Organization-Design-Fourth-Architecture/dp/0123744938 @Amazon])


* "Building Embedded Linux Systems" O'Reilly Media, 2008, ISBN 0596529686
* "Building Embedded Linux Systems" O'Reilly Media, 2008, ISBN 0596529686

* [http://sourceware.org/binutils/docs/as/index.html The “gas” manual]


= Pamācības =
= Pamācības =


* Kā uzstādīt [[arm-linux-gnueabi-gcc un qemu-arm]] Ubuntu un Debian vidēs.
* Kā uzstādīt [[arm-linux-gnueabi-gcc un qemu-arm | ARM qemu un gdb]] 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]

* [http://www.bravegnu.org/gnu-eprog/ Embedded Programming using the GNU Toolchain]

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


= Saites =
= Saites =


* [http://selavo.lv/wiki/index.php/Linux_komandas Noderīgas Linux komandas]
* [http://selavo.lv/wiki/index.php/Linux_komandas Noderīgas Linux komandas]
* [http://skilldrick.github.com/easy6502/ Easy 6502] assembly tutorial
* [https://skilldrick.github.io/easy6502/ Easy 6502] assembly tutorial


* [http://www.arm.com/files/pdf/ARM_Arch_A8.pdf The ARM Architecture] - slaidi no Arm.
* [http://www.arm.com/files/pdf/ARM_Arch_A8.pdf The ARM Architecture] - slaidi no Arm.
Line 395: Line 381:


* [http://www.linaro.org/ Linaro] - Open source software for ARM SoCs.
* [http://www.linaro.org/ Linaro] - Open source software for ARM SoCs.

* [https://godbolt.org/ Goldbolt.org] - Compiler explorer


= Dažādi =
= Dažādi =


* [https://en.wikipedia.org/wiki/Pentium_F00F_bug Pentium FOOF bug]: main = 0xc8c70ff0;
* [https://en.wikipedia.org/wiki/Pentium_F00F_bug Pentium FOOF bug]: main = 0xc8c70ff0;
* [https://youtu.be/TPbroUDHG0s Spēļu programmēšana 8 bitu arhitektūrā]


= Atziņas =
= Atziņas =
* [http://norvig.com/21-days.html Teach yourself programming in 10 years] by Peter Norvig
* [http://norvig.com/21-days.html Teach yourself programming in 10 years] by Peter Norvig
* [https://qr.ae/pGBj0b Should I learn assembly language to program a microcontroller?] - Answer on Quora by software R&D professional with 40 years of experience.

Latest revision as of 09:24, 3 November 2026

Īsceļi: Kalendārs | Pārbaudījumi | HW | Projekts | Literatūra | Pamācības | Šodiena: 11.11.2026. : Rītdiena: 12.11.2026. (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: 3+3+9)
  • 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.

Vienīgie attaisnojumi nerakstītam darbam, ar iespēju to rakstīt vēlāk, ir:

  • dokumentētas veselības problēmas, vai arī
  • dalība kādā stratēģiski valstij vai universitātei nozīmīgā pasākumā, piemēram, starptautiskās sacensībās Latvijas izlasē vai zinātniskā konferencē, vai arī
  • ģimenes locekļa bēres vai cita traģēdija ģimenē.

Visos citos gadījumos par nerakstītu darbu vērtējums ir 0 punktu.

Akadēmiskā goda sistēma

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

Kalendārs

Datums, nedēļa Kursa saturs Uzdevumi

1.09.2026.

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:

  • tiešā veidā (native installation);
  • "Dual boot" režīmā, blakus jūsu ikdienas operētājsistēmai;
  • kā virtuālu mašīnu zem jūsu iecienītās operētājsistēmas (MS Windows vai MacOS).

8.09.2026.

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.

15.09.2026.

Skaitļu attēlošana papildkodā.


Lab: Q1 risinājums. Negatīvi skaitļi aparatūrā.

  • HW0 termiņš
  • Mazais kontroldarbs Q1

22.09.2026.

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

  • Mazais kontroldarbs Q2
  • Pasludināts HW1.

29.09.2026.

Programmu izstrādes vide un darba plūsma.

Lab: Makefile uzbūve un veidošana

6.10.2026.

Komandu pieraksts, aritmētiskās un bitu operācijas. (video)

Lab. Asemblera programmas trasēšana, sekošana reģistru vērtībām.

13.10.2026.

Vadības maiņas komandas, testi, bitu operācijas. (video)

Lab. Q3 pārskats

Gatavošanās Q3

20.10.2026.

Adresācijas režīmi, darbs ar atmiņu. (video)

Lab: GDB Atkļūdotāja lietošana ar qemu-arm

  • Mazais kontroldarbs Q3
  • Termiņš HW1 23:59

27.10.2026.

Apakšprogrammu izsaukumi, saskarne ar "C". (video)

3.11.2026.

Simboliskie dati, kodu tabulas. (video)

10.11.2026.

Lielais kontroldarbs MT.


  • Kontroldarba programmēšanas uzdevumi jāiesniedz serverī līdz trešdienas, 11.11.2026. beigām. Uzdevuma apraksts (būs) pieejams eStudijās.
  • Pasludināts kursa projekts KP.

17.11.2026.

Izteiksmes un makro valoda. (video)

24.11.2026.

Iekļautais asemblers. Programmatūras izstrādē lietoto rīku darbības principi. Koda optimizācijas.

  • Termiņš eksāmena formas izvēlei KD/KP (23:59)

1.12.2026.

Instrukciju izpildes laiki.

  • Intel XScale R Core Developer’s Manual
    • A.2.1.2 — bilde ar procesora instrukciju izpildes “cauruli” un tuvumā esošie teksti, par to, kā pa to virzās instrukcijas;
    • 10.4 — cik ātri izpildās instrukcijas, piemēram, reizināšana;
    • 5 — kā strādā zarošanās paredzēšanas mehānisms;
    • 4 un 6 — cache atmiņa pastāv un noder, un ir atsevišķa gan instrukcijām, gan datiem;
    • A.3–A.5 — paanalizējam Intel-a ieteiktās optimizācijas.

8.12.2026.

Sistēmas uz čipa (SoC)

  • Dokumentācija (datasheet), tipiskas sadaļas.
  • Atmiņas izklājums (memory map)
  • Komunikācijas protokoli: RS232, USB, SPI, I2C, 1-wire, CAN.
  • Perifērijs iekārtas: Taimeri, GPIO, USART
  • Watchdog taimeris
  • Sistēmas sāknēšana, priviliģētās operācijas.

Case study:

Kursa vielas pārskats

15.12.2026.

12:30 Eksāmens - Kontroldarbs KD2

12:30 Eksāmens - termiņš kursa projektam


Termiņš visiem iesniedzamajiem darbiem 23:59.


Tai skaitā:

  • noskaņotam KD2 programmēšanas uzdevumam uz servera (apraksts (būs) pieejams eStudijās).
  • MT programmēšanas uzdevumiem, atkārtota iesniegšanas iespēja ar 50% vertību.
  • HW1 un HW2, atkārtota iesniegšanas iespēja ar 50% vertību.

Pārbaudījumi

Tipiskas kļūdas pārbaudījumos:

  • Ja prasīts izvadīt tikai rezultātu, tad TIKAI rezultātu. Piemēram "17" nevis "summa=17".
  • Uzdevumu iesniedzamo direktoriju un failu 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

  1. Pieslēgties kursa serverim.
  2. Savā mājas direktorijā izveidot direktoriju md0
  3. 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.

Grafiskā bibliotēka.

Literatūra

Makefile

GDB

Asemblers

ARM

Xscale


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

Saites

  • Linaro - Open source software for ARM SoCs.

Dažādi

Atziņas

Retrieved from "https://andromeda.df.lu.lv/wiki/index.php?title=LU-MOP-b&oldid=11393"