Assembler. Системное программирование Linux

2024/2025

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

6

Кредиты

Кто читает:

Департамент электронной инженерии

Статус:

Курс по выбору

Когда читается:

1-й курс, 3, 4 модуль

Преподаватели

Бахмутский Михаил Витальевич

Петряйкин Федор Алексеевич

Программа дисциплины

Аннотация

Данный курс посвящен изучению низкоуровневых аспектов программирования на языке C и является продолжением и дополнением курса “Программирование на C”. В ходе данного курса будут рассмотрены вопросы низкоуровнего анализа программ: дизассемблирование (с разбором соответствующих команд ассемблера), perf, анализ уязвимостей и другие. Будут обсуждаться расширения процессора - “широкие” инструкции и их примнение в коде.Также в рамках курса будет разбираться системное программирование и взаимодействие программ с ОС Linux - как темы, близко связанные с низкоуровневым программированием. Будет обсуждаться Linux API, устройство исполняемого файла, подключение динамических библиотек, виртуальная память и другие вопросы.Курс базируется на знаниях, полученных студентами в курсе “Архитектура вычислительных систем и нейроускорителей”.

Цель освоения дисциплины

• Приобретение знаний и навыков в программировании на языке ассемблера.
• Изучение механизмов системного программирования в среде Linux.
• Овладение методиками анализа и отладки низкоуровневых программ.
• Разработка и тестирование программ, взаимодействующих с ядром операционной системы.
• Работа с Linux API, управление памятью и подключение динамических библиотек

Планируемые результаты обучения

• Владеть структурой программы на ассемблере и правилами её взаимодействия с аппаратными ресурсами
• Уметь работать с памятью на уровне ОС Linux
• Уметь выполнять дизассемблирование и проводить perf-анализ для оптимизации и повышения безопасности программ
• Уметь анализировать и работать с исполняемыми файлами
• Владеть основными принципами системного программирования и работы с системными вызовами в Linux
• Умение управлять памятью в программах на ассемблере и подключать динамические библиотеки
• Владеть методиками оптимизации программ на низком уровне с использованием расширений процессора

Содержание учебной дисциплины

• Введение в ассемблер и его применение в Linux
• Работа с памятью на низком уровне
• Дизассемблирование и perf-анализ программ
• Разбор исполняемых файлов ELF
• Системное программирование в Linux
• Управление памятью и подключение динамических библиотек
• Оптимизация программ и "широкие" инструкции

Элементы контроля

• Опрос по теории 3 модуль
• Домашняя работа
• Экзамен
• Опрос по теории 4 модуль

Промежуточная аттестация

• 2024/2025 4th module
  Оитог = 0,2*Одз+0,2*Оопрос+0,6*Оэкз, Оитог - итоговая оценка за курс, Одз - баллы за домашнюю работу Оопрос - суммарные баллы за все опросы по теории

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Современные операционные системы : 16+, Таненбаум Э., Бос, Х., 2019
• Современные операционные системы, Таненбаум, Э., 2015

Рекомендуемая дополнительная литература

• Цифровая схемотехника и архитектура компьютера: RISC-V, Харрис, С. Л., 2022

Авторы

• Петряйкин Федор Алексеевич
• Бахмутский Михаил Витальевич
• Манохин Александр Иванович