🧒🏻 💅🏼 ◾️ एआरएम असेंबलर (जारी) 😣 📒 📊

शुभ दिन, हरजेटी। एआरएम लेख से प्रेरित होकर, मैंने उन लोगों के लिए इस लेख को जारी रखने का फैसला किया, जो मेरी तरह ही रुचि रखते हैं और शुरुआती हैं। शीर्षक के आधार पर, यह स्पष्ट हो जाता है कि इस लेख को पढ़ने से पहले, उपरोक्त को पढ़ना उचित है। इसलिए, हम जारी रखेंगे।

मेरा मामला निम्नलिखित में पिछले एक से अलग होगा:

मेरे पास मेरी मशीन पर ubuntu 12.04 है
मैंने यहां से आर्म टूलचैन का चयन किया (एआरएम प्रोसेसर्स - जीएनयू / लिनक्स रिलीज को डाउनलोड करें)। लेखन के समय और अधिक हाल के संस्करण दिखाई दिए, लेकिन मैंने आर्म -2018.09 (आर्म-नो-लिनेक्स-गनीबाइचाच) का इस्तेमाल किया
इस तरह स्थापित:
$ mkdir ~ / टूलचिन
$ cd ~ / toolchains
$ टार -jxf ~ / arm-2012.09-64-arm-none-linux-gnueabi-i686-pc-linux-gnu.tar.bz2
PATH में हमारे टूलकिन को और अधिक सरल बनाने के लिए जोड़ा गया
$ पथ = $ गृह / टूलचिन्स / आर्म -२०१.० ९ / बिन: $ पाथ
ubuntu पर qemu स्थापित करना
$ sudo apt-get install qemu
$ sudo apt-get install qemu-system

सिद्धांत रूप में, "माता-पिता" लेख में मामले के बारे में कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं हैं।
फ्लैश मेमोरी जिसमें पिछले लेख से प्रोग्राम संग्रहीत किया गया था, एक प्रकार का EEPROM (बिजली के मिटाए जाने के साथ फ्लैश-प्रोग्रामेबल रोम) है। यह एक उपयोगी "माध्यमिक" मेमोरी है, जिसे आमतौर पर हार्ड डिस्क के रूप में उपयोग किया जाता है, लेकिन चर के भंडारण के लिए असुविधाजनक है। चर को RAM में संग्रहीत किया जाना चाहिए ताकि उन्हें आसानी से बदला जा सके।
क्यूईएमयू पैकेज द्वारा उत्सर्जित बोर्ड में 0 एमबीए 00 0000 से शुरू होने वाले 64 एमबी रैम हैं, जिसमें चर को बचाया जा सकता है। आकृति बोर्ड के मेमोरी कार्ड को आकृति में दिखाया जा सकता है।

इस पते पर शुरू होने वाले चर रखने के लिए, विशेष उपाय किए जाने चाहिए। यह समझने के लिए कि वास्तव में क्या करने की आवश्यकता है, आपको उस भूमिका को समझने की आवश्यकता है जो लिंकर (लिंकर) निभाता है।

संगीतकार

कई स्रोत पाठ फ़ाइलों से मिलकर एक कार्यक्रम के प्रसारण के दौरान, ऐसी प्रत्येक फ़ाइल को ऑब्जेक्ट फ़ाइल में बदल दिया जाता है। लिंकर इन ऑब्जेक्ट फ़ाइलों को अंतिम निष्पादन योग्य फ़ाइल में जोड़ता है।

जोड़ने के दौरान, लिंकर निम्नलिखित कार्य करता है:

चरित्र संकल्प
विस्थापन

चरित्र संकल्प

स्रोत फ़ाइल को ऑब्जेक्ट कोड में परिवर्तित करने की प्रक्रिया में, अनुवादक सभी लिंक को संबंधित पते के साथ लेबल में बदल देता है। एक बहु-फ़ाइल प्रोग्राम में, यदि मॉड्यूल में किसी अन्य फ़ाइल में परिभाषित बाहरी लेबल के लिंक हैं, तो कोडांतरक उन्हें "अनसुलझे" के रूप में चिह्नित करता है। जब इन ऑब्जेक्ट फ़ाइलों को लिंकर में स्थानांतरित किया जाता है, तो यह अन्य ऑब्जेक्ट फ़ाइलों से ऐसे लिंक के पते मूल्यों को निर्धारित करता है और सही मानों के लिए कोड को सही करता है।
एक उदाहरण पर विचार करें जो किसी सरणी के तत्वों की राशि की गणना करता है - विशेष रूप से दो फ़ाइलों में विभाजित, ताकि लिंकर द्वारा निष्पादित वर्णों का संकल्प स्पष्ट रूप से दिखाई दे। अनसुलझे लिंक की उपस्थिति प्रदर्शित करने के लिए, हम दोनों फाइलों को इकट्ठा करते हैं और उनके प्रतीक तालिकाओं की जांच करते हैं।
सम-सब फ़ाइल में सबरूटीन सम्‍मिलित है, और main.s फ़ाइल आवश्‍यक तर्कों के साथ सबरूटीन को कॉल करती है। स्रोत फ़ाइलें नीचे सूचीबद्ध हैं।

main.s
.text
b start
arr: .byte 10, 20, 25 @ ( )
eoa: @ + 1
.align
start:
ldr r0, =arr @ r0 = &arr
ldr r1, =eoa @ r1 = &eoa
bl sum @ sum
stop: b stop

योग-sub.s
@
@ r0:
@ r1:

@
@ r3:

.global sum
sum: mov r3, #0 @ r3 = 0
loop: ldrb r2, [r0], #1 @ r2 = *r0++;
add r3, r2, r3 @ r3 += r2;
cmp r0, r1 @ if (r0 != r1);
bne loop @ , «goto loop» 86
mov pc, lr @ pc = lr;

.global निर्देश का उपयोग करते .global हम फ़ंक्शन में घोषित चर की दृश्यता को अन्य फ़ाइलों के लिए सेट करते हैं। फ़ाइलों को संकलित करने और एनएम कमांड का उपयोग करके प्रतीक तालिका देखें।

$ भुजा-कोई नहीं- linux-gnueabi-nm main.o
00000004 टी गिरफ्तार
00000007 टी ईओए
00000008 टी शुरू
00000014 टी स्टॉप
उ योग

$ भुजा-कोई नहीं- linux-gnueabi-nm sum-sub.o
00000004 टी लूप
00000000 टी राशि

दूसरे कॉलम में एक अक्षर अक्षर के प्रकार को परिभाषित करता है। टाइप "टी" का अर्थ है कि चरित्र को .text अनुभाग में परिभाषित किया गया है। प्रकार "यू" इंगित करता है कि चरित्र अपरिभाषित है। एक अपरकेस अक्षर .global एक्सेस प्रकार में सदस्यता इंगित करता है। स्पष्ट रूप से, योग वर्ण को sum-sub.o में परिभाषित किया गया है और main.o में वर्णित नहीं है, यह मानते हुए कि लिंकर बाद में प्रतीकात्मक लिंक को बदल देगा और एक निष्पादन योग्य फ़ाइल बना देगा।

विस्थापन

मूविंग पहले लेबल के लिए पहले से निर्धारित पते को बदलने की प्रक्रिया है, साथ ही नए असाइन किए गए पतों को प्रतिबिंबित करने के लिए सभी लिंक को सही करना है। सबसे पहले, निम्नलिखित दो कारणों से आंदोलन किया जाता है:

खंड मर्ज
एक निष्पादन योग्य फ़ाइल में अनुभागों का प्लेसमेंट

आंदोलन प्रक्रिया को समझने के लिए, यह समझना महत्वपूर्ण है कि अनुभाग क्या हैं।
प्रोग्राम के निष्पादन के समय, कोड और डेटा को अलग-अलग तरीकों से संसाधित किया जा सकता है: यदि, कोड को ROM (रीड-ओनली मेमोरी) में रखा जा सकता है, तो डेटा को मेमोरी और राइटिंग दोनों से पढ़ने की आवश्यकता हो सकती है। यह सबसे सुविधाजनक है यदि कोड और डेटा वैकल्पिक नहीं हैं, और यही कारण है कि कार्यक्रमों को अनुभागों में विभाजित किया गया है। अधिकांश कार्यक्रमों में कम से कम दो खंड होते हैं: कोड और डेटा के साथ काम करने के लिए .data। कोडांतरक निर्देश .text और .data का उपयोग दो वर्गों के बीच स्विच करने के लिए किया जाता है।
जब असेंबलर किसी भी खंड निर्देश का सामना करता है, तो यह कोड या डेटा को इसके बाद संबंधित मेमोरी क्षेत्र में डालता है। इस प्रकार, एक खंड से संबंधित कोड और डेटा आसन्न कोशिकाओं में हैं। प्रक्रिया निम्नलिखित चित्र में चित्रित की गई है।

खंड मर्ज

बहु-फ़ाइल कार्यक्रमों में, समान नाम (उदाहरण के लिए .text) वाले अनुभाग अलग-अलग फ़ाइलों में दिखाई दे सकते हैं। लिंकर इनपुट फाइल से आउटपुट फाइल के अनुभागों में विलय करने के लिए जिम्मेदार है। डिफ़ॉल्ट रूप से, प्रत्येक फ़ाइल से समान नाम वाले अनुभागों को क्रम में रखा जाता है, और टैग के लिंक नए पते के मूल्य द्वारा समायोजित किए जाते हैं।
मर्जिंग वर्गों का परिणाम ऑब्जेक्ट फ़ाइलों के प्रतीक तालिका और संबंधित निष्पादन योग्य फ़ाइल का उपयोग करके देखा जा सकता है। मर्ज परिणाम एक सरणी योग गणना कार्यक्रम के एक उदाहरण के साथ नीचे दिखाया गया है:

$ भुजा-कोई नहीं- linux-gnueabi-ld -Txtxt = 0x0 -o sum.elf main.o sum-sub.o
$ भुजा-कोई नहीं- linux-gnueabi-nm sum.elf
00000004 टी गिरफ्तार
...
00000007 टी ईओए
00000024 टी लूप
00000008 टी शुरू
उ _स्टार्ट
00000014 टी स्टॉप
00000020 T राशि

लूप सिंबल का पता 0x4 में sum-sub.o और 0x24 में sum.elf है, क्योंकि sum-sub.o का .text सेक्शन मुख्य .o.xt के .text सेक्शन के तुरंत बाद स्थानांतरित हो गया है।

एक निष्पादन योग्य फ़ाइल में अनुभागों का प्लेसमेंट

जब कार्यक्रम संकलित किया जाता है, तो यह माना जाता है कि प्रत्येक अनुभाग 0 पते पर शुरू होता है, और लेबल अनुभाग की शुरुआत के सापेक्ष मान निर्दिष्ट किए जाते हैं। एक निष्पादन योग्य फ़ाइल बनाते समय, कुछ एक्स पते पर अनुभाग रखे जाते हैं, और फिर अनुभाग में परिभाषित लेबलों के लिंक एक्स द्वारा बढ़ाए जाते हैं।
किसी विशिष्ट मेमोरी क्षेत्र में प्रत्येक अनुभाग की नियुक्ति और अनुभागों में लेबल के सभी संदर्भों का सुधार लिंकर द्वारा किया जाता है।
अनुभागों के प्लेसमेंट का परिणाम ऑब्जेक्ट और निष्पादन योग्य फ़ाइलों के प्रतीक तालिकाओं से देखा जा सकता है। बेहतर समझ के लिए, .xxt अनुभाग को 0x100 पर रखें। नतीजतन, निष्पादन योग्य फ़ाइल में .text अनुभाग का पता 100 अधिक होगा। आरेख (अनुभाग विलय) और प्लेसमेंट (अनुभाग प्लेसमेंट) अनुभागों की प्रक्रिया आरेख में दिखाई गई है।

लिंकर स्क्रिप्ट फ़ाइलें

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, लिंकिंग और मर्जिंग लिंक लिंकर द्वारा किया जाता है। जिस तरह से वर्गों को संयुक्त किया जाता है और जिस मेमोरी क्षेत्र में स्थित हैं, उसे लिंकर स्क्रिप्ट फ़ाइल के माध्यम से नियंत्रित किया जा सकता है। नीचे एक बहुत ही सरल स्क्रिप्ट का एक उदाहरण है, जिसके प्रमुख स्थान डिजिटल टैग के साथ चिह्नित हैं।
SECTIONS { ❶
. = 0x00000000; ❷
.text : { ❸
abc.o (.text);
def.o (.text);
} ❹
}
; अनुभाग सबसे महत्वपूर्ण लिंकर कमांड है; यह निर्धारित करता है कि अनुभागों को कैसे जोड़ा जाएगा और उन्हें कहां रखा जाना चाहिए।
IONS खंड आदेश के बाद ब्लॉक में, एक घंटे की संख्या इंगित की जाती है - एक स्थान काउंटर। डिफ़ॉल्ट रूप से, किसी स्थान को हमेशा 0x0 से आरंभ किया जाता है, लेकिन आप भिन्न मान निर्दिष्ट करके प्रारंभ को बदल सकते हैं। इस मामले में, हमें शून्य पर सेट करना एक अनावश्यक कार्रवाई है।
Part-script स्क्रिप्ट का यह भाग निर्धारित करता है कि स्रोत फ़ाइलों से .text अनुभाग abc.o और def.o से आउटपुट फ़ाइल के .text अनुभाग में जाना चाहिए।
लिंक करने वाली लिपियों को आगे और सरल बनाया जा सकता है और फाइल नामों को निर्दिष्ट करने के बजाय सिवोलोल "*" की शुरुआत की जा सकती है:
SECTIONS {
. = 0x00000000;
.text : { * (.text); }
}
यदि प्रोग्राम में .text और .data दोनों खंड हैं, तो .data अनुभाग को जोड़ना और रखना नीचे दिखाए अनुसार किया जा सकता है:
SECTIONS {
. = 0x00000000;
.text : { * (.text); }

. = 0x00000400;
.data : { * (.data); }
}
यहाँ .text सेक्शन को 0x0 पर रखा गया है, और .data सेक्शन को 0x400 पर। यदि कोई मान स्थान काउंटर को नहीं सौंपा गया है, तो अनुभागों को आसन्न मेमोरी क्षेत्रों में रखा जाएगा।

लिंकर स्क्रिप्ट उदाहरण

लिंकर स्क्रिप्ट के उपयोग को प्रदर्शित करने के लिए, हम अपने नवीनतम स्क्रिप्ट का उपयोग प्रोग्राम अनुभागों के स्थान को नियंत्रित करने के लिए करते हैं। इसके लिए, हम ऐरे के तत्वों की राशि की गणना करने के लिए प्रोग्राम के संस्करण को संशोधित करते हैं।
.data
arr: .byte 10, 20, 25
eoa:

.text
start:
ldr r0, =eoa @ r0 = &eoa
ldr r1, =arr @ r1 = &arr
mov r3, #0 @ r3 = 0
loop:
ldrb r2, [r1], #1 @ r2 = *r1++
add r3, r2, r3 @ r3 += r2
cmp r1, r0 @ if (r1 != r2)
bne loop @ goto loop
stop: b stop

जैसा कि आप देख सकते हैं, सरणी अब .data अनुभाग में स्थित है। डेटा पर कूदने के निर्देशों की अब आवश्यकता नहीं है, क्योंकि स्क्रिप्ट सही ढंग से अनुभागों को रखती है।
जब प्रोग्राम संकलित किया जाता है, तो स्क्रिप्ट लिंकर के इनपुट के रूप में पारित की जाती है:

$ भुजा-कोई नहीं- linux-gnueabi-as -o sum-data.o sum-data.s
$ भुजा-कोई नहीं- linux-gnueabi-ld -T sum-data.lds -o sum-data.elf sum-data.o

-T sum-data.lds पैरामीटर लिंकर स्क्रिप्ट के रूप में sum-data.lds फ़ाइल निर्दिष्ट करता है। स्मृति में वर्गों की नियुक्ति, हमेशा की तरह, प्रतीक तालिका द्वारा पता लगाया जा सकता है:

$ भुजा-कोई नहीं- linux-gnueabi-nm -n sum-data.elf

00000000 टी शुरू
0000000c टी लूप
0000001 सी टी स्टॉप
00000 400 d गिरफ्तार
00000403 डी ईओए

जैसा कि आप देख सकते हैं, .text अनुभाग 0x0 पर स्थित है, और .data अनुभाग 0x400 पर है।

चूंकि यह मेरी पहली पोस्ट है, मैं इसे ज्यादा लोड नहीं करना चाहता और इसे बहुत बड़ा बनाऊंगा। इसलिए, इस स्तर पर मैं खत्म कर दूंगा। यदि यह दिलचस्प होगा और अनुरोध होंगे, तो मैं इस नए लेख को जारी रखूंगा, जिसमें मैं इस तरह के मुद्दों पर विचार करूंगा

कोडांतरक निर्देशों का अधिक विस्तृत विचार (स्वाभाविक रूप से उपयोगी)
रैंडम एक्सेस मेमोरी के साथ काम करें
बाधा से निपटने
एआरएम प्रोसेसर पर एक उच्च स्तरीय भाषा में लिखित कोड चलाना

एआरएम असेंबलर (जारी)