👨🏼‍🌾 🧒🏽 👩🏽‍🤝‍👨🏿 सिनक्लेयर बेसिक में एंटी-डिबगिंग तकनीक 💳 ⚡️ ⏪

रेबेलस्टार का एक स्क्रीनशॉट, एक प्रसिद्ध स्पेक्ट्रम गेम

मैं पूरी तरह से अच्छी तरह से समझता हूं कि यह लेख विज्ञापनों के लिए 20 साल देर से था। स्पेक्ट्रम को 1992 से जारी नहीं किया गया था, लेकिन इस मंच के प्रशंसकों की सेना साल-दर-साल कम नहीं हुई है। इसलिए, यह लेख जेडएक्स स्पेक्ट्रम के लिए लिखे गए कार्यक्रमों के शोधकर्ताओं के लिए उपयोगी हो सकता है।

0. परिचय

सिनक्लेयर बेसिक 1979 में पैदा हुआ था और मूल रूप से ZX80 के लिए विकसित किया गया था। एक सफल कार्यान्वयन और छोटे आकार ने उसे पहले ZX स्पेक्ट्रम 16 / 48k तक लगभग अपरिवर्तित करने की अनुमति दी, और फिर ZX स्पेक्ट्रम लाइन के अधिक उन्नत मॉडल के लिए। यह लेख एंटी-डिबगिंग तकनीकों के बारे में है जो मूल कार्यक्रमों में व्यापक रूप से उपयोग किए गए हैं।

सबसे पहले, यह समझाने योग्य है कि स्पेक्ट्रम रॉम में दर्ज कार्यक्रम में डीबगिंग में मदद करने वाले कोई अतिरिक्त उपकरण शामिल नहीं हैं। इसलिए, बेसिक कॉर्नी में कार्यक्रम का अध्ययन एक कैसेट से लोड करने के लिए उबला हुआ है, ब्रेक कुंजी (या SHIFT + spacebar) को दबाकर और लिस्ट कमांड का उपयोग करके स्रोत कोड की व्यवस्थित रूप से जांच कर रहा है। इसने कई बार काम किया, लेकिन अधिकांश कार्यक्रमों का अध्ययन करने के लिए, कम से कम न्यूनतम उपकरणों की आवश्यकता होती है। वर्तमान में, हमारे पास एमुलेटर हैं जिसमें डिस्सेम्बलर, डिबगर और एक मेमोरी एडिटर शामिल हैं (उदाहरण के लिए, एमुज्विन)।

1. सिनक्लेयर बेसिक अंदर और बाहर

सीधे BASIC में इतने सारे कार्यक्रम नहीं लिखे गए हैं। वैसे, जब 1994 में मुझे जेडएक्स स्पेक्ट्रम और खेलों के साथ पांच कैसेट मिले, तो बेसिक में लगभग सौ खेलों में से केवल एक ही लिखा गया था। लेकिन लगभग सभी अन्य खेलों में एक छोटा बूटलोडर था जो मशीन कोड को लोड करता था और नियंत्रण को स्थानांतरित करता था। बस यह बूटलोडर BASIC में लिखा गया था। स्वाभाविक रूप से, ऐसे लोडर की बहुत सारी किस्में थीं। हम उनमें से कुछ का विश्लेषण नीचे करेंगे।

दुभाषिया के चार-किलोबाइट आकार कई प्रतिबंधों को नहीं जोड़ सके। डिजाइन और कार्यान्वयन प्रक्रिया में डेवलपर्स को बहुत सारी तकनीकी कठिनाइयों को हल करना पड़ा। पहली चीज जिसे छोड़ना पड़ा, वह था पार्सर। बेसिक के रचनाकारों ने एक बहुत ही सुंदर समाधान पेश किया - बायटेकोड। इसके अलावा, यह बाईटेकोड मक्खी पर उत्पन्न होता है। टीम की शुरूआत और कार्यक्रम के निष्पादन के दौरान प्रोसेसर समय में लाभ होता है।

BASIC के प्रत्येक कीवर्ड का चरित्र जनरेटर में अपना कोड है। तालिका को स्वयं विकिपीडिया पर देखा जा सकता है। हमारे लिए यह जानना महत्वपूर्ण है कि प्रत्येक कीवर्ड स्मृति में ठीक 1 बाइट पर रहता है।

संख्याओं का प्रतिनिधित्व करने के लिए पांच-बाइट प्रारूप पर भी ध्यान देने योग्य है। प्रत्येक पांच-बाइट रिकॉर्ड 0x0e

बाइट मार्कर से पहले है। पूर्णांक का उपयोग करके -65535 से 65535 तक इंटीग्रेट किया जाता है: 0x00 0x00 LSB MSB 0x00

। आप देखते हैं कि पूर्णांक का चिह्न यहां नहीं दिखता है, यह संख्या के पाठ के प्रतिनिधित्व से लिया गया है। लेकिन हमारे उद्देश्यों के लिए, सकारात्मक पूर्णांक काफी पर्याप्त हैं।

BASIC में कार्यक्रम की प्रत्येक पंक्ति के निम्नलिखित प्रारूप हैं:

2  -   (big endian) 
      

        
        
        
      

     2  -      (little endian,     ) 
      

        
        
        
      

     n  -   
      

        
        
        
      

     1  - 0x0d

प्रोग्राम लाइन में स्क्रीन पर प्रदर्शन और गणना के लिए दोनों डेटा होते हैं। उदाहरण के लिए, रेखा

10 LET a=32768

बाइटकोड में निम्नलिखित प्रतिनिधित्व है:

0x00 0x0a -  10 
      

        
        
        
      

     0x0f 0x00 -   15  
      

        
        
        
      

     0xf1 - LET 
      

        
        
        
      

     0x61 0x3d 0x33 0x32 0x37 0x36 0x36 - a=32768 
      

        
        
        
      

     0x0e 0x00 0x00 0x00 0x80 0x00 - 32768    
      

        
        
        
      

     0x0d -

और अब मजा शुरू होता है। यदि आप सिनक्लेयर बेसिक की आंतरिक रसोई को जानते हैं तो आप क्या कर सकते हैं?

2. स्ट्रिंग संख्या शून्य।

पंक्ति संख्या 0 दर्ज नहीं की जा सकती, चाहे हम कितनी भी कोशिश कर लें। यदि यह है, तो यह सूची में दिखाई देता है, लेकिन इसे संपादित करना संभव नहीं होगा। हालाँकि, एक सिस्टम वैरिएबल है, जिसे प्रलेखन में PROG कहा जाता है (ZX स्पेक्ट्रम 48k में यह 0x5c53 पर स्थित है), जो BASIC में मेमोरी में लोड प्रोग्राम के पते को स्टोर करता है। और इस पते का एक बहुत ही सरल हेरफेर आपको लाइन की संख्या को बदलने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, इस तरह:

10 LET addr=PEEK(23635) + (PEEK(23636) * 256) 
      

        
        
        
      

     20 POKE addr, 0 
      

        
        
        
      

     30 POKE addr + 1, 0

इस कार्यक्रम को इसकी लिस्टिंग में शुरू करने के बाद, पहली पंक्ति 0 नंबर होगी।

3. अनियंत्रित लिस्टिंग

पिछले उदाहरण के आधार पर, आप अपनी पसंद के अनुसार संख्याओं को मिला सकते हैं। लाइन 10 के बाद जाने के लिए लाइन 1 के लिए कोई बाधाएं नहीं हैं, इसके बाद लाइन 600, आदि। कार्यक्रम को उस क्रम में निष्पादित किया जाएगा जिसमें लाइनों को स्मृति में रखा गया है।

4. हम insolently मशीन कोड निष्पादित करते हैं

ऐसा एक आरक्षित शब्द है - USR । यह आपको स्मृति में एक सबरूटीन निष्पादित करने की अनुमति देता है। यह सीधे इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है, लेकिन कई बेहतरीन वर्कअराउंड हैं। उदाहरण के लिए:

RANDOMIZE USR addr 
      

        
        
        
      

     PRINT USR addr 
      

        
        
        
      

     LET a=USR addr

और आप READ , POKE और DATA कीवर्ड का उपयोग करके मशीन कोड लोड कर सकते हैं। यहाँ जंगली में पाए जाने वाले इन लोडरों में से एक है:

1 REM FANTASY WORLD DIZZY 
      

        
        
        
      

     10 CLEAR 24319 
      

        
        
        
      

     20 FOR j=24576 TO 24594 
      

        
        
        
      

     30 READ a 
      

        
        
        
      

     40 POKE j,a 
      

        
        
        
      

     50 NEXT j 
      

        
        
        
      

     60 RANDOMIZE USR 24576 
      

        
        
        
      

     70 DATA 17,0,1,221,33,198,92,62,255,55,205,86,5,212,0,0,195,198,92

इस खंड में, BASIC द्वारा उपयोग किया जाने वाला मेमोरी क्षेत्र पता 24319 तक सीमित है। उसके बाद, शेष मेमोरी का उपयोग स्वतंत्र रूप से किया जा सकता है। 20 वीं से 50 वीं पंक्ति के चक्र में, 70 वीं पंक्ति से डेटा लोड किया गया है। यह डेटा 24576 पते पर दर्ज किया गया है, और फिर नियंत्रण वहां स्थानांतरित किया गया है।

5. टिप्पणियों में मशीन कोड छिपाएं

कड़े शब्दों में, कुछ भी आपको टिप्पणियों में मशीन कोड संग्रहीत करने से रोकता है। बेशक, आपने इसे कीबोर्ड से दर्ज नहीं किया है। लेकिन आप पहले पर्याप्त मेमोरी को आरईएम कीवर्ड के साथ आरक्षित कर सकते हैं, और फिर पीओके कमांड का उपयोग करके मशीन कोड दर्ज कर सकते हैं। मैं इस चाल को "अव्यवस्थित लिस्टिंग" चाल के साथ मिला। यह इस तरह था:

28725 REM [ 3   ,    ] 
      

        
        
        
      

     20 CLEAR 24499: BORDER 0: PAPER 0: INK 0: CLS: RANDOMIZE USR 23875

यह उदाहरण Dizzy 3.5 बूटलोडर से लिया गया है, एमुलेटर में चलाने के लिए एक फ़ाइल में परिवर्तित किया गया है। मुझे नहीं पता कि यह कोड डिस्क पर था या इसे रूपांतरण के बाद जोड़ा गया था, लेकिन उदाहरण अभी भी बहुत विशिष्ट है। बीएएसआईसी में प्रत्येक कार्यक्रम के लिए, एक प्रवेश बिंदु (लाइन संख्या जहां से निष्पादन शुरू होता है) सेट किया गया है। इस मामले में, यह कठोर रूप से सेट किया गया था - 28725. सिद्धांत में, पिछले मामले से कुछ अंतर हैं, सिवाय इसके कि मशीन कोड पहले से ही मेमोरी में है, और आप बस इसे नियंत्रण स्थानांतरित कर सकते हैं।

यह अधिक दिलचस्प है कि संक्रमण के लिए ऐसा पता कहां से आया। यूनिवर्सल लोडर बनाने के लिए, आपको PROG वैरिएबल से वैल्यू लेने की जरूरत है, फिर 8 (2 बाइट्स को लाइन नंबर, 2 की लाइन की लंबाई, 1 से REM, 3 से स्पेस), और फिर प्राप्त पते पर जाएं। लेकिन हमें पता है कि किन परिस्थितियों में कार्यक्रम लॉन्च किया जाएगा। इसे एक फ्लॉपी डिस्क से TR-DOS में लोड किया जाता है, इसलिए, हमारे पास एक ड्राइव है। इसका मतलब यह है कि PROG 23867 को इंगित करेगा, 23755 को नहीं (टीआर-डॉस चर पर एक अच्छा दस्तावेज है )।

6. यह लिखा है "लिवरपूल", और पढ़ा "मैनचेस्टर"

याद रखें, थोड़ा अधिक हमने संख्याओं को संचय करने के लिए पांच-बाइट प्रारूप में देखा? यह तकनीक अपनी सभी महिमा में संख्याओं के दोहरे अंकन का उपयोग करती है। तथ्य यह है कि संख्याओं को पांच-बाइट प्रारूप में परिवर्तित किया जाता है और बेस इंटरप्रेटर द्वारा खुद को बाईटकोड में जोड़ा जाता है। लेकिन हम हमेशा लिस्टिंग या उसके मूल्य में संख्या के प्रदर्शन को बदल सकते हैं। लोडरों का एक पूरा वर्ग है जो पहले मशीन कोड को मेमोरी में लोड करता है (उदाहरण के लिए, 4 या 5 वें परिदृश्य के अनुसार), और फिर सरल तरीके से वास्तविक आत्महत्या करता है:

RANDOMIZE USR 0

(यदि आप सामान्य परिस्थितियों में नहीं जानते हैं, तो यह कमांड कंप्यूटर को पुनरारंभ करने के समान प्रभाव डालता है)।

लेकिन अगर आप ध्यान से बायटेकोड को देखेंगे, तो कुछ ऐसा होगा

0xf9 0xc0 0x30 - RANDOMIZE USR 0 
      

        
        
        
      

     0x0e 0x00 0x00 0x43 0x5d 0x00 -  ,     23875

यह ट्रिक एक असावधान कोड एक्सप्लोरर के खिलाफ अच्छी तरह से काम करता है यदि एक ध्यान देने योग्य शून्य को एक अधिक पारंपरिक पते से बदल दिया जाता है, जिस पर अधिक या कम सार्थक मशीन कोड होगा।

7. निष्कर्ष

बेशक, यह सब नहीं है जो चाल के बारे में कहा जा सकता है। आप कोड अनुसंधान का मुकाबला करने के कई तरीके (और शायद पहले से ही सोचा हुआ) के साथ आ सकते हैं, और उनमें से कुछ इस लेख में वर्णित हैं। इसके अलावा, एंटी-डिबगिंग तकनीकों (न केवल BASIC में, बल्कि सामान्य रूप से ZX स्पेक्ट्रम के लिए) पर जानकारी को दिलचस्प कैसे ZX स्पेक्ट्रम गाइड पर हैक किया जा सकता है। और समय-समय पर अपने आप को देखने के लिए आलसी मत बनो कि आप एमुलेटर खिला रहे हैं, लेकिन साइट http://www.zxmodules.de/ से उपयोगिताओं आपको इस के साथ मदद करेगी। मैं आपको विश्वास दिलाता हूं कि कई दिलचस्प खोजों का आपको इंतजार है।

UPD: ब्लॉग "दुनिया 8 बिट" में ले जाया गया

सिनक्लेयर बेसिक में एंटी-डिबगिंग तकनीक

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