اپلیکیشن اندرویدی فلش‌کارت آموزشی تسلط بر زبان اسمبلی ARM: گامی عمیق در برنامه‌نویسی سخت‌افزار و بهینه‌سازی

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره تسلط بر زبان اسمبلی ARM: گامی عمیق در برنامه‌نویسی سخت‌افزار و بهینه‌سازی

موضوع کلی: برنامه‌نویسی سطح پایین

موضوع میانی: برنامه‌نویسی اسمبلی برای سخت‌افزار ARM

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. چرا اسمبلی ARM؟ مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی سطح پایین
• 2. معماری کامپیوتر و جایگاه زبان اسمبلی
• 3. تاریخچه و تکامل معماری ARM
• 4. مقایسه معماری ARM و x86: تفاوت‌های کلیدی
• 5. نصب و راه‌اندازی محیط توسعه (Assembler, Linker, Debugger)
• 6. نوشتن، اسمبل و اجرای اولین برنامه: "Hello, World!"
• 7. سیستم‌های عددی: دودویی، هگزادسیمال و دهدهی
• 8. نمایش داده‌ها در حافظه: اعداد صحیح علامت‌دار و بدون علامت
• 9. نمایش کاراکترها: ASCII و UTF-8
• 10. معرفی رجیسترهای ARM: رجیسترهای عمومی (R0-R12)
• 11. رجیسترهای با کاربرد خاص: R13 (SP), R14 (LR), R15 (PC)
• 12. رجیستر وضعیت برنامه (CPSR) و فلگ‌ها (N, Z, C, V)
• 13. ساختار یک برنامه اسمبلی: بخش‌های Text, Data, BSS
• 14. فرآیند اسمبل، لینک و بارگذاری برنامه
• 15. آشنایی با دستورات اسمبلر (Assembler Directives)
• 16. دستورات انتقال داده: MOV و MVN
• 17. دستورات حسابی پایه: ADD و SUB
• 18. دستورات حسابی پیشرفته: ADC, SBC, RSB, RSC
• 19. دستورات ضرب: MUL و MLA
• 20. دستورات منطقی بیتی: AND, ORR, EOR
• 21. دستورات پاک کردن بیت: BIC
• 22. دستورات شیفت منطقی: LSL و LSR
• 23. دستورات شیفت حسابی و چرخشی: ASR و ROR
• 24. آشنایی با Barrel Shifter و کاربردهای آن
• 25. کار با عملوندهای ثابت (Immediate Operands)
• 26. دستورات مقایسه: CMP و CMN
• 27. دستورات تست بیت: TST و TEQ
• 28. مقدمه‌ای بر اجرای شرطی دستورات (Conditional Execution)
• 29. انشعاب بدون شرط: دستور B
• 30. انشعاب‌های شرطی: BEQ, BNE, BGT, BLT و غیره
• 31. انشعاب با لینک: دستور BL برای فراخوانی زیربرنامه‌ها
• 32. پیاده‌سازی حلقه‌های `for` و `while` در اسمبلی
• 33. پیاده‌سازی ساختارهای `if-then-else`
• 34. پیاده‌سازی ساختار `switch-case` با استفاده از جداول پرش
• 35. معماری Load/Store: قلب تپنده ARM
• 36. بارگذاری و ذخیره کلمات ۳۲ بیتی: LDR و STR
• 37. کار با داده‌های کوچکتر: LDRB, STRB (بایت)
• 38. کار با داده‌های ۱۶ بیتی: LDRH, STRH (نیم‌کلمه)
• 39. مقدمه‌ای بر حالت‌های آدرس‌دهی (Addressing Modes)
• 40. آدرس‌دهی با آفست ثابت (Immediate Offset)
• 41. آدرس‌دهی با آفست از رجیستر (Register Offset)
• 42. آدرس‌دهی پیش-ایندکس (Pre-indexed Addressing)
• 43. آدرس‌دهی پس-ایندکس (Post-indexed Addressing)
• 44. بارگذاری و ذخیره چندین رجیستر: LDM و STM
• 45. مفهوم Endianness: کوچک-انتها (Little-endian) و بزرگ-انتها (Big-endian)
• 46. طرح‌بندی حافظه یک فرآیند (Memory Layout)
• 47. تعریف داده‌های استاتیک در بخش `.data`
• 48. تخصیص فضای رزرو شده در بخش `.bss`
• 49. کار با رشته‌های Null-Terminated
• 50. پیاده‌سازی و پیمایش آرایه‌های یک‌بعدی
• 51. پیاده‌سازی آرایه‌های چندبعدی
• 52. پیاده‌سازی ساختارها (Structs) در اسمبلی
• 53. مفهوم و کاربرد اشاره‌گرها (Pointers)
• 54. آشنایی با پشته (Stack) و عملکرد آن
• 55. دستورات PUSH و POP
• 56. مدیریت پشته به صورت دستی با LDM و STM
• 57. چرا به زیربرنامه‌ها (Subroutines) نیاز داریم؟
• 58. قراردادهای فراخوانی رویه در معماری ARM (AAPCS)
• 59. ارسال پارامتر به توابع از طریق رجیسترها
• 60. ارسال پارامترهای اضافی از طریق پشته
• 61. بازگرداندن مقدار از یک تابع
• 62. مفهوم فریم پشته (Stack Frame)
• 63. استفاده از اشاره‌گر فریم (Frame Pointer)
• 64. پیاده‌سازی توابع بازگشتی (Recursive Functions)
• 65. تفاوت توابع برگ (Leaf) و غیربرگ (Non-leaf)
• 66. مجموعه دستورات ARM و Thumb
• 67. معرفی مجموعه دستورات Thumb-2
• 68. تعامل و سوئیچ بین حالت‌های ARM و Thumb (Interworking)
• 69. مقدمه‌ای بر استثناها و وقفه‌ها (Exceptions and Interrupts)
• 70. جدول بردار وقفه (Interrupt Vector Table)
• 71. حالت‌های مختلف پردازنده ARM
• 72. مدیریت وقفه‌های IRQ و FIQ
• 73. مدیریت استثناهای Abort و Undefined Instruction
• 74. مقدمه‌ای بر پردازنده‌های کمکی (Coprocessors)
• 75. مقدمه‌ای بر محاسبات ممیز شناور (Floating-Point)
• 76. معماری VFP (Vector Floating-Point)
• 77. رجیسترهای ممیز شناور و دستورات پایه VFP
• 78. مقدمه‌ای بر پردازش SIMD با NEON
• 79. انواع داده و رجیسترها در معماری NEON
• 80. مثال‌هایی از پردازش موازی داده با دستورات NEON
• 81. واحد مدیریت حافظه (MMU) و حافظه مجازی
• 82. ترکیب کدهای C و اسمبلی
• 83. فراخوانی توابع اسمبلی از کد C
• 84. فراخوانی توابع C از کد اسمبلی
• 85. استفاده از اسمبلی خطی (Inline Assembly) در C/C++
• 86. تعامل با سیستم‌عامل از طریق فراخوانی‌های سیستمی (System Calls)
• 87. پیاده‌سازی یک فراخوانی سیستمی ساده در لینوکس
• 88. مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی Bare-metal (بدون سیستم‌عامل)
• 89. کنترل پین‌های ورودی/خروجی عمومی (GPIO)
• 90. نوشتن یک درایور سخت‌افزاری ساده
• 91. چرا و چه زمانی کد اسمبلی را بهینه‌سازی می‌کنیم؟
• 92. شناسایی گلوگاه‌های عملکرد با ابزارهای پروفایلینگ
• 93. بهینه‌سازی برای پایپ‌لاین پردازنده (Instruction Scheduling)
• 94. کاهش وابستگی داده‌ها برای اجرای موازی‌تر
• 95. بهینه‌سازی حلقه‌ها: باز کردن حلقه (Loop Unrolling)
• 96. تکنیک کاهش قدرت عملیات (Strength Reduction)
• 97. مقدمه‌ای بر حافظه نهان (Cache) و تاثیر آن بر عملکرد
• 98. نوشتن کدهای سازگار با کش (Cache-Friendly Code)
• 99. مطالعه موردی: بهینه‌سازی الگوریتم ضرب ماتریس
• 100. مطالعه موردی: بهینه‌سازی یک تابع پردازش رشته