Лабораторная работа №2: словарь на assembler

• Прочитайте первые главы 3,4,5 "Low-level programming: C, assembly and program execution".

На защите мы можем обсуждать цикл компиляции, роль компоновщика, препроцессора, устройство виртуальной памяти и связь между секциями, сегментами, регионами памяти. Также можем поговорить про кольца защиты и привилегированный режим.

Связный список — это структура данных. Пустой список это нулевой указатель; непустой список это указатель на первый элемент списка. Каждый элемент содержит данные и указатель на следующий элемент.

Вот пример связного списка (100, 200, 300). Его начало можно найти по указателю x1:

section .data

x1: 
dq x2
dq 100

x2: 
dq x3
dq 200

x3: 
dq 0
dq 300

Часто есть необходимость хранить набор данных в каком-то контейнере. С контейнером мы производим операции доступа к его элементам, добавления элемента в начало или конец, или на произвольную позицию, сортировки.

Разные контейнеры делают одни из этих операций лёгкими и быстрыми, а другие — медленными. Например, в массив неудобно добавлять элементы, но можно быстро обратиться к уже сущестующему по индексу. В связный список, наоборот, удобно добавлять элементы в любое место, но доступ по индексу сложнее — нужно просмотреть весь список с самого начала.

Необходимо реализовать на ассемблере словарь в виде связного списка. Каждое вхождение содержит адрес следующей пары в словаре, ключ и значение. Ключи и значения — адреса нуль-терминированых строк.

Словарь задаётся статически, каждый новый элемент добавляется в его начало. С помощью макросов мы автоматизируем этот процесс так, что указав с помощью новой конструкции языка новый элемент он автоматически добавится в начало списка, и указатель на начало списка обновится. Таким образом нам не нужно будет вручную поддерживать правильность связей в списке.

Создайте макрос colon с двумя аргументами: ключом и меткой, которая будет сопоставлена значению. Эта метка не может быть сгенерирована из самого значения, так как в строчке могут быть символы, которые не могут встречаться в метках, например, арифметические знаки, знаки пунктуации и т.д. После использования такого макроса можно напрямую указать значение, сопоставляемое ключу. Пример использования:

section .data

colon "third word", third_word
db "third word explanation", 0

colon "second word", second_word
db "second word explanation", 0 

colon "first word", first_word
db "first word explanation", 0 

В реализации необходимо предоставить следующие файлы:

• main.asm
• lib.asm
• dict.asm
• colon.inc

• Оформите функции, которые вы реализовали в первой лабораторной работе, в виде отдельной библиотеки lib.o.

  Не забудьте все названия функций сделать глобальными метками.

• Создайте файл colon.inc и определите в нём макрос для создания слов в словаре.

  Макрос принимает два параметра:

  • Ключ (в кавычках)
  • Имя метки, по которой будет находиться значение.

• В файле dict.asm создать функцию find_word. Она принимает два аргумента:

  • Указатель на нуль-терминированную строку.
  • Указатель на начало словаря.

  find_word пройдёт по всему словарю в поисках подходящего ключа. Если подходящее вхождение найдено, вернёт адрес начала вхождения в словарь (не значения), иначе вернёт 0.

• Файл words.inc должен хранить слова, определённые с помощью макроса colon. Включите этот файл в main.asm.

• В main.asm определите функцию _start, которая:

  • Читает строку размером не более 255 символов в буфер с stdin.
  • Пытается найти вхождение в словаре; если оно найдено, распечатывает в stdout значение по этому ключу. Иначе выдает сообщение об ошибке.

  Не забудьте, что сообщения об ошибках нужно выводить в stderr.

• Обязательно предоставьте Makefile.