2018-2019-1 20165228 《信息安全系统设计基础》第四周学习总结

Posted 2021-01-14 cloud795

2018-2019-1 20165228 《信息安全系统设计基础》第四周学习总结

教材学习内容总结

Y86-64指令集体系结构

Y86程序中的每条指令都会读取或修改处理器状态的某些部分

程序员可见状态

• 15个程序寄存器(RF)：每个寄存器存储一个64位，即8字节的字（即Y86-64指令长度）
• 3个条件码(CC)：ZF（零标志位）/SF（符号标志位）/OF（溢出标志位）

• 程序状态(Stat)
  

• 程序计数器(PC)：存放当前正在执行指令的地址，计算下一条指令的地址时，根据当前指令的编码长度计算。

• 内存(DMEM)：很大的字节数组，用来存放程序和数据。

  Y86-64指令

• Y86-64程序寄存器标识符：
• 寄存器标识符范围：0-0xE
• 程序寄存器的存储：寄存器文件
• 不应访问任何寄存器：用0xF表示
  
• Y86-64指令编码
• 编码长度：1字节~10字节
• 组成：1、一个单字节的指令指示符
  2、一个单字节的寄存器指示符
  3、一个八字节的常数字
• 各指令详细解释：
• halt指令：十六进制表示为00，占一个字节。执行时，使处理器停止。
• nop指令：十六进制表示为10，占一个字节。
• rrmovq rA,rB指令：十六进制表示为 20 rArB,占两个字节。

• ...
  

• Y86-64指令集的功能码：高四位为代码部分，低四位为功能部分。
  

逻辑设计和硬件控制语言HCL

• 为实现一个数字系统需要三个重要的组成部分：
• 计算对位进行操作的函数的组合逻辑
• 存储位的存储单元
• 控制存储单元更新的时钟信号
• HCL与HDL的区分
• HCL：硬件控制语言
• HDL：硬件描述语言
• HCL表达式中的运算符：都只对单个字进行操作
• 与：AND用“&&”表示
• 或：OR用“||”表示
• 非：NOT用“！”表示
• 与、或、非三种逻辑门可以用一种与非门或者或非门实现
  
• 组合电路：多个逻辑门组合成网（必须无环）构成计算块，称为组合电路。
• 多个逻辑门组合时的限制：每个逻辑门的输入必须连接到下述选项之一，且两个或多个逻辑门的输出不能连接在一起。
  1、一个系统输入
  2、某个存储器单元的输出
  3、某个逻辑门的输出
• HCL整数表达式

• 情况表达式：

• 算数/逻辑单元(ALU)：加、减、与、异或

• 集合关系：
  iexpr为被测试的值，iexpr1~iexprk为带匹配的值，均为正数表达式。

iexpr in { iexpr1,iexpr2,...,iexprk }

• 存储器和时钟
  按位存储信息的设备
• 时钟寄存器：简称寄存器，存储单个位或字。Y86-64中使用是中寄存器保存程序计数器PC、条件代码CC和程序状态Stat
• 随机访问寄存器：简称内存，存储多个字。
• 寄存器
• 硬件寄存器：将其输入和输出的线连接到电路的其他部分。当时钟上升沿到来才会加载新的输入信号并输出，是电路不通部分中组合逻辑之间的屏障。
• 程序寄存器：CPU中为数不多的可寻址的字，这里的地址为寄存器ID，这些字通常都存在寄存器文件中。
• 寄存器组成：两个读端口、一个写端口、时钟

Y86-64的顺序实现