2018-2019-1 20165202 《信息安全系統(tǒng)設計基礎》第四周學習總結

教材學習內容總結

一、處理器體系結構

Y86-64指令集體系結構

ISA(Instruction-Set Architecture)指令集體系結構：一個處理器支持的指令和指令的字節(jié)集編碼。

內存的理解：一個很大的字節(jié)數(shù)組，保存著程序和數(shù)據(jù)。Y86-64用虛擬地址來引用內存位置。硬件和操作系統(tǒng)軟件聯(lián)合起來將虛擬地址翻譯成實際或物理地址，指明數(shù)據(jù)實際存在內存中哪個地方。虛擬內存系統(tǒng)向Y86-64程序提供了一個單一的字節(jié)數(shù)組映像。

異常：遇到異常時，處理器停止執(zhí)行指令；異常處理程序可以被配置成不同的結果。

Y86-8需要將常數(shù)加載到寄存器，算術指令中不能使用立即數(shù)。

邏輯設計和硬件控制語言HCL

實現(xiàn)一個數(shù)字系統(tǒng)的三個主要的組成部分：計算對位進行操作的函數(shù)的組合邏輯、存儲位的存儲器單元，以及控制存儲器單元更新的時鐘信號。

AND用&&表示，OR用||表示，NOT用!表示。不要與%、|、~混淆，邏輯門只對單個位的數(shù)進行操作，而不是整個字。

情況表達式示例：選擇表達式順序求值，第一個求值為1的情況會被選中。

int Out=[s: A; //s為1時Out=A，s為0時，順序求下一表達式值。1: B; //s為0時，Out=B。一種指定默認情況的方法。幾乎所有情況表達式以此結尾。 ]

為了產生時序電路(有狀態(tài)并且在這個狀態(tài)上進行計算的系統(tǒng))，引入按位存儲信息的設備。時鐘寄存器：存儲單個位或字，時鐘信號控制寄存器加載輸入值。隨機訪問存儲器：存儲多個字，用地址來選擇該讀或該寫哪個字，包括處理器的虛擬存儲器系統(tǒng)，寄存器文件比如%eax等。

Y86的順序實現(xiàn)
1.取指：取指階段從存儲器讀取指令字節(jié)，地址為程序計數(shù)器(PC)的值。譯碼：譯碼階段從寄存器文件讀入最多兩個操作數(shù)，得到值valA和/或valB。(有些指令讀寄存器%esp)。執(zhí)行：算數(shù)/邏輯單元(ALU)要么執(zhí)行指令指明的操作(依據(jù)ifun)，計算存儲器引用的有效地址，要么增加或減少棧指針，得到valE。訪存：將數(shù)據(jù)寫入存儲器，或者從存儲器讀出數(shù)據(jù)，讀出的值為valM。寫回：(最多)寫兩個結果到寄存器文件。更新PC：將PC設置成下一條指令的地址。

SEQ抽象視圖

教材學習中的問題和解決過程

• 問題1：寫出xor(異或)信號的HCL表達式，輸入為a和b。
• 問題1解決方案：當a和b全為0或者1時，(a || b)和(!a || !b)中必有一個為0，xor的值必為0；當a和b一個為0，一個為1時，(a || b)和(!a || !b)的值均為1，xor為1。表達式：bool xor=(a || b) && (!a || !b)。
• 問題2：如何理解irmovl指令的處理情況？

• 問題2解決方案：(對比跟蹤subl指令的執(zhí)行)

• 問題3：如何理解Y86—64指令？
• 問題3解決方案：
  • 立即數(shù)(i)、寄存器(r)、內存(m)
    【指令 修改】
    
    

練習確定下列指令序列的字節(jié)編碼：

.pos 0x100irmovl $15,%ebxrrmovl %ebx,%ecx loop:rmmovl %ecx,-3(%ebx)addl %ebx,%ecxjmp loop

貼出兩個示例，一個是irmovl v,rB;另一個是jmp Dest

0x100:30f30f00000000000000//f:00 00 00 00 00 00 00 0f->0f 00 00 00 00 00 00 00 0x10a:2031//0x100->0x10a是因為上一條指令共10字節(jié) 0x10c: 0x10c:4013fdffffffffffffff//十進制的-3補碼轉換16進制fffffffffffffffd 0x116:6031 0x118:700c01000000000000//0x10c->0c 10 00 00 00 00 00 00

代碼調試中的問題和解決過程

• 問題1：如何搭建Y86編譯環(huán)境？
• 問題1解決方法：由于沒有使用Ubuntu，我在實驗樓中完成本次試驗。

cd ~/Code/shiyanlou_cs413 wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/413/sim.tar tar -xvf sim.tar

cd sim sudo apt-get install bison flex tk

sudo ln -s /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libtk8.6.so /usr/lib/libtk.so sudo ln -s /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libtcl8.6.so /usr/lib/libtcl.so make

cd y86-code make asuml.yo make clean make all

cat asuml.yo

代碼托管

本周y86模擬均在實驗樓環(huán)境進行

學習進度條

代碼行數(shù)（新增/累積）博客量（新增/累積）學習時間（新增/累積）重要成長

目標	5000行	30篇	400小時
第一周	195/195	1/1	10/10
第三周	314/706	1/2	15/25
第五周	254/960	1/3	10/35
第七周	24/1759	1/4	15/50

• 計劃學習時間:12小時

• 實際學習時間:15小時

參考資料

• 《深入理解計算機系統(tǒng)V3》學習指導

轉載于:https://www.cnblogs.com/jhs888/p/9827447.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的2018-2019-1 20165202 《信息安全系统设计基础》第四周学习总结的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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