2018-2019-1 20165202 《信息安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第四周學(xué)習(xí)總結(jié)

教材學(xué)習(xí)內(nèi)容總結(jié)

一、處理器體系結(jié)構(gòu)

Y86-64指令集體系結(jié)構(gòu)

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

內(nèi)存的理解：一個(gè)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(lái)引用內(nèi)存位置。硬件和操作系統(tǒng)軟件聯(lián)合起來(lái)將虛擬地址翻譯成實(shí)際或物理地址，指明數(shù)據(jù)實(shí)際存在內(nèi)存中哪個(gè)地方。虛擬內(nèi)存系統(tǒng)向Y86-64程序提供了一個(gè)單一的字節(jié)數(shù)組映像。

異常：遇到異常時(shí)，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(jié)果。

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

邏輯設(shè)計(jì)和硬件控制語(yǔ)言HCL

實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的三個(gè)主要的組成部分：計(jì)算對(duì)位進(jìn)行操作的函數(shù)的組合邏輯、存儲(chǔ)位的存儲(chǔ)器單元，以及控制存儲(chǔ)器單元更新的時(shí)鐘信號(hào)。

AND用&&表示，OR用||表示，NOT用!表示。不要與%、|、~混淆，邏輯門(mén)只對(duì)單個(gè)位的數(shù)進(jìn)行操作，而不是整個(gè)字。

情況表達(dá)式示例：選擇表達(dá)式順序求值，第一個(gè)求值為1的情況會(huì)被選中。

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

為了產(chǎn)生時(shí)序電路(有狀態(tài)并且在這個(gè)狀態(tài)上進(jìn)行計(jì)算的系統(tǒng))，引入按位存儲(chǔ)信息的設(shè)備。時(shí)鐘寄存器：存儲(chǔ)單個(gè)位或字，時(shí)鐘信號(hào)控制寄存器加載輸入值。隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)多個(gè)字，用地址來(lái)選擇該讀或該寫(xiě)哪個(gè)字，包括處理器的虛擬存儲(chǔ)器系統(tǒng)，寄存器文件比如%eax等。

Y86的順序?qū)崿F(xiàn)
1.取指：取指階段從存儲(chǔ)器讀取指令字節(jié)，地址為程序計(jì)數(shù)器(PC)的值。譯碼：譯碼階段從寄存器文件讀入最多兩個(gè)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(jì)算存儲(chǔ)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(xiě)入存儲(chǔ)器，或者從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，讀出的值為valM。寫(xiě)回：(最多)寫(xiě)兩個(gè)結(jié)果到寄存器文件。更新PC：將PC設(shè)置成下一條指令的地址。

SEQ抽象視圖

教材學(xué)習(xí)中的問(wèn)題和解決過(guò)程

• 問(wèn)題1：寫(xiě)出xor(異或)信號(hào)的HCL表達(dá)式，輸入為a和b。
• 問(wèn)題1解決方案：當(dāng)a和b全為0或者1時(shí)，(a || b)和(!a || !b)中必有一個(gè)為0，xor的值必為0；當(dāng)a和b一個(gè)為0，一個(gè)為1時(shí)，(a || b)和(!a || !b)的值均為1，xor為1。表達(dá)式：bool xor=(a || b) && (!a || !b)。
• 問(wèn)題2：如何理解irmovl指令的處理情況？

• 問(wèn)題2解決方案：(對(duì)比跟蹤subl指令的執(zhí)行)

• 問(wèn)題3：如何理解Y86—64指令？
• 問(wèn)題3解決方案：
  • 立即數(shù)(i)、寄存器(r)、內(nèi)存(m)
    【指令 修改】
    
    

練習(xí)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(gè)示例，一個(gè)是irmovl v,rB;另一個(gè)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?yàn)樯弦粭l指令共10字節(jié) 0x10c: 0x10c:4013fdffffffffffffff//十進(jìn)制的-3補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換16進(jìn)制fffffffffffffffd 0x116:6031 0x118:700c01000000000000//0x10c->0c 10 00 00 00 00 00 00

代碼調(diào)試中的問(wèn)題和解決過(guò)程

• 問(wèn)題1：如何搭建Y86編譯環(huán)境？
• 問(wèn)題1解決方法：由于沒(méi)有使用Ubuntu，我在實(shí)驗(yàn)樓中完成本次試驗(yàn)。

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(shí)驗(yàn)樓環(huán)境進(jìn)行

學(xué)習(xí)進(jìn)度條

代碼行數(shù)（新增/累積）博客量（新增/累積）學(xué)習(xí)時(shí)間（新增/累積）重要成長(zhǎng)

目標(biāo)	5000行	30篇	400小時(shí)
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(jì)劃學(xué)習(xí)時(shí)間:12小時(shí)

• 實(shí)際學(xué)習(xí)時(shí)間:15小時(shí)

參考資料

• 《深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)V3》學(xué)習(xí)指導(dǎo)

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/jhs888/p/9827447.html

總結(jié)

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?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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