Перенос stepik в подпапку

This commit is contained in:
Пытков Роман
2025-09-23 17:48:53 +03:00
parent 6a90ff02c8
commit 184eeb8525
22 changed files with 282 additions and 35 deletions

View File

@@ -15,6 +15,7 @@
- Callee-saved (надо сохранять и восстанавливать в функции): RBX, RSP, RBP, R12R15.
### Порядок передачи аргументов
#### Для call
- 16-й целочисленные/указательные: RDI, RSI, RDX, RCX, R8, R9.
- Вещественные/векторные: XMM0XMM7 (независимо от целочисленных).
- 7-й и далее, а также переполнение по типам — через стек. Компиляторы обычно размещают их с выравниванием по 8/16.
@@ -26,26 +27,6 @@
- Небольшие структуры (до 16 байт) могут возвращаться через регистры (классы INTEGER/SSE распределяются по RAX/RDX или XMM0/XMM1).
- Большие структуры возвращаются через скрытый указатель: вызывающий передаёт адрес буфера (sret), а функция заполняет его.
### Типичный каркас функции на NASM (Linux)
; extern printf
; global main
; section .data
; msg db "x=%d", 10, 0
; section .text
; main:
; push rbp
; mov rbp, rsp
; ; на входе rsp%16==8 → для вызова нужно выровнять до 16
; sub rsp, 8 ; выравнивание стека перед call
; lea rdi, [rel msg] ; 1-й аргумент (fmt) → RDI
; mov esi, 42 ; 2-й аргумент (int) → ESI
; xor eax, eax ; AL=0: нет XMM-аргументов (variadic правило)
; call printf
; add rsp, 8 ; вернуть выравнивание
; xor eax, eax ; return 0
; pop rbp
; ret
### Памятка при написании кода
- До call: выровняй стек (RSP%16==0), подготовь регистры аргументов, AL для varargs.
- После call: результат смотри в RAX/XMM0; считай, что caller-saved испорчены — сохрани важное заранее.

142
docs/syscall.md Normal file
View File

@@ -0,0 +1,142 @@
## Linux x86-64 syscall: шпаргалка
Кратко о низкоуровневых системных вызовах в Linux на x86-64 через инструкцию `syscall` (без libc/glibc-обёрток).
### Быстрые правила
- Номер системного вызова: в RAX.
- Аргументы (целые/указатели): RDI, RSI, RDX, R10, R8, R9
- Возврат: RAX (неотрицательно при успехе; при ошибке — отрицательное значение `-errno` в диапазоне [-4095..-1]).
- Порченные регистры инструкцией `syscall`: RCX, R11 (всегда). RAX меняется на код возврата.
- Остальные GPR обычно возвращаются неизменёнными ядром, но в пользовательском коде всё равно соблюдай ABI: после syscalls/функций не полагайся на caller-saved (RAX, RCX, RDX, RSI, RDI, R8R11).
- Выравнивание стека: сама инструкция `syscall` не требует 16-байтового выравнивания RSP, но если ты в функции, которая также вызывает обычные функции по ABI System V, держи RSP кратным 16 перед `call`.
- Red zone (128 байт под RSP) по ABI доступна и не трогается ядром/обработчиками сигналов — её можно использовать в leaf-коде. Если есть сомнения/нестандартное окружение — не полагайся на неё.
### Возврат и обработка ошибок
- При успехе RAX содержит неотрицательный результат (часто количество байт, файловый дескриптор и т.п.).
- При ошибке RAX содержит отрицательное число `-errno` (в диапазоне [-4095..-1]). Никаких флагов (CF/ZF) для ошибки не используется — проверяй знак RAX.
- Обёртки libc (например, `write(2)`) конвертируют `-errno` в `-1` и устанавливают `errno`. В чистом `syscall` этого нет — обрабатывай сам.
### Где взять номера системных вызовов
- Заголовки ядра: `/usr/include/x86_64-linux-gnu/asm/unistd_64.h` (или `/usr/include/asm/unistd_64.h` в зависимости от дистрибутива).
- `man 2 syscall`, `man 2 <имя>` (например, `man 2 write`). Часто используется `openat` вместо устаревающего `open`.
### Примеры (NASM)
#### write(1, msg, len)
```nasm
; ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count)
; x86-64: rax=1 (SYS_write), rdi=fd, rsi=buf, rdx=count
mov rax, 1 ; SYS_write
mov rdi, 1 ; fd = stdout
lea rsi, [rel msg] ; buf
mov rdx, msg_end - msg ; count
syscall
; при успехе: rax = число записанных байт (>=0)
; при ошибке: rax < 0 ( = -errno )
msg: db "Hello, syscall!\n", 0x0A
msg_end:
```
#### exit(status)
```nasm
; void _exit(int status) — завершает текущий поток/процесс (exit_group завершит все потоки процесса)
mov rax, 60 ; SYS_exit
xor rdi, rdi ; status = 0
syscall ; не возвращается
```
#### openat(AT_FDCWD, path, flags, mode)
```nasm
; long openat(int dirfd, const char *pathname, int flags, mode_t mode)
; x86-64: rax=257 (SYS_openat), rdi=dirfd, rsi=pathname, rdx=flags, r10=mode
mov rax, 257 ; SYS_openat
mov rdi, -100 ; AT_FDCWD
lea rsi, [rel path]
mov rdx, 0x0002 ; O_RDWR (пример)
mov r10, 0o644 ; mode
syscall
; rax >= 0 => fd, rax < 0 => -errno
path: db "./file.txt", 0
```
#### mmap(addr, length, prot, flags, fd, offset) — пример с 6 аргументами
```nasm
; void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset)
; x86-64: rax=9, rdi=addr, rsi=length, rdx=prot, r10=flags, r8=fd, r9=offset
mov rax, 9 ; SYS_mmap
xor rdi, rdi ; addr = NULL (hint)
mov rsi, 4096 ; length
mov rdx, 3 ; PROT_READ|PROT_WRITE
mov r10, 0x22 ; MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS (пример)
mov r8, -1 ; fd = -1 (анонимно)
xor r9, r9 ; offset = 0
syscall
; при успехе: rax = адрес (неотрицательный с точки зрения знака)
; при ошибке: rax < 0 => -errno
```
### Часто используемые номера (x86-64)
- 0 — read
- 1 — write
- 2 — open (лучше использовать 257 — openat)
- 3 — close
- 9 — mmap
- 11 — munmap
- 12 — brk
- 60 — exit
- 61 — wait4
- 62 — kill
- 63 — uname
- 78 — gettimeofday (устар.; лучше clock_gettime: 228)
- 202 — futex
- 231 — exit_group (завершает все потоки процесса)
- 257 — openat
Подробный список — в заголовках ядра и `man 2`.
### Замечания и подводные камни
- Не путай ABI функций и ABI `syscall`. У `syscall` 4-й аргумент — R10 (не RCX), и `syscall` портит RCX/R11.
- Не используй `int 0x80` на x86-64: это 32-битный интерфейс, он не совместим и может вести к неверной работе.
- Проверка ошибок только по знаку RAX, флаги процессора неинформативны.
- Если смешиваешь `syscall` и обычные вызовы функций, следи за выравниванием стека (RSP%16==0 перед `call`).
- В многопоточных программах предпочитай `exit_group(231)` для завершения целого процесса; `exit(60)` завершает только текущий поток.
### Мини-макрос для NASM (опционально)
```nasm
; Использование: SYS SYS_write, fd, buf, len
%define SYS_read 0
%define SYS_write 1
%define SYS_openat 257
%define SYS_exit 60
%macro SYS 1-7
mov rax, %1
%if %0 > 1
mov rdi, %2
%endif
%if %0 > 2
mov rsi, %3
%endif
%if %0 > 3
mov rdx, %4
%endif
%if %0 > 4
mov r10, %5
%endif
%if %0 > 5
mov r8, %6
%endif
%if %0 > 6
mov r9, %7
%endif
syscall
%endmacro
```
### Памятка при написании кода
- Положи номер вызова в RAX, аргументы — в RDI, RSI, RDX, R10, R8, R9.
- Вызови `syscall`; помни, что RCX и R11 будут испорчены.
- Проверяй RAX: `rax < 0` — ошибка (`-errno`), `rax >= 0` — успех.
- Соблюдай сохранность регистров по ABI System V для своего кода (RBX/RBP/R12R15 — сохраняй, если меняешь).

View File

@@ -3,21 +3,6 @@
{
"path": "casm"
},
{
"path": "sum"
},
{
"path": "even_odd"
},
{
"path": "repeat_str"
},
{
"path": "min"
},
{
"path": "is_digit"
},
{
"path": "docs"
},

29
stepik_base/macro/.vscode/launch.json vendored Normal file
View File

@@ -0,0 +1,29 @@
{
"version": "0.2.0",
"configurations": [
{
"name": "(lldb) Launch x64",
"type": "lldb",
"request": "launch",
"program": "${workspaceFolder}/build/macro",
"cwd": "${workspaceFolder}/build",
"preLaunchTask": "asm64",
},
{
"name": "(gdb) Launch x64",
"type": "cppdbg",
"request": "launch",
"program": "${workspaceFolder}/build/macro",
"cwd": "${workspaceFolder}/build",
"preLaunchTask": "asm64"
},
{
"name": "(gdb+gcc) Launch x64",
"type": "cppdbg",
"request": "launch",
"program": "${workspaceFolder}/build/macro",
"cwd": "${workspaceFolder}/build",
"preLaunchTask": "asm64+gcc"
}
]
}

53
stepik_base/macro/.vscode/tasks.json vendored Normal file
View File

@@ -0,0 +1,53 @@
{
"version": "2.0.0",
"tasks": [
{
"label": "asm64",
"type": "shell",
"command": [
"builddir=${workspaceFolder}/build;",
"mkdir -p $builddir;",
"rawfilename=$builddir/macro;",
"nasm -gdwarf -f elf64 -o $rawfilename.o ${workspaceFolder}/macro.asm;",
"ld -g -o $rawfilename $rawfilename.o;"
],
"problemMatcher": {
"pattern": {
"regexp": "error"
}
},
"presentation": {
"focus": true,
"panel": "dedicated",
"reveal": "silent",
"clear": true
},
"group": {
"kind": "build",
"isDefault": true
}
},
{
"label": "asm64+gcc",
"type": "shell",
"command": [
"builddir=${workspaceFolder}/build;",
"mkdir -p $builddir;",
"rawfilename=$builddir/macro;",
"nasm -gdwarf -f elf64 -o $rawfilename.o ${workspaceFolder}/macro.asm;",
"gcc -o $rawfilename $rawfilename.o;"
],
"problemMatcher": {
"pattern": {
"regexp": "error"
}
},
"presentation": {
"focus": true,
"panel": "dedicated",
"reveal": "silent",
"clear": true
},
}
]
}

View File

@@ -0,0 +1,27 @@
; Макрос для вывода сообщения
; In:
; - %1 - указатель на буффер с сообщением
; - %2 - длина сообщения
%macro PRINT_MSG 2
mov rax, 1 ; sys_write
mov rdi, 1 ; stdout
mov rsi, %1
mov rdx, %2
syscall
%endmacro
global _start
section .data
g_msg db "Hello, Stepic!"
g_msg_len dq $-g_msg
section .text
default rel
_start:
PRINT_MSG g_msg, [g_msg_len]
mov rax, 60
mov rdi, 0
syscall

View File

@@ -0,0 +1,30 @@
{
"folders": [
{
"path": "sum"
},
{
"path": "even_odd"
},
{
"path": "repeat_str"
},
{
"path": "min"
},
{
"path": "is_digit"
},
{
"path": "macro"
},
{
"path": "../docs"
},
],
"settings": {
"debug.allowBreakpointsEverywhere": true,
"debug.inlineValues": "on",
"editor.codeLens": false,
}
}