20145234黄斐《信息安全系统设计基础》第六周学习总结（课本部分）

Posted 2020-08-15

教材内容概述

　　一个处理器支持的指令和指令的字节级编码称为它的“指令集体系结构”——（ISA）。

　　与IA32相比，Y86指令集的数据类型、指令和寻址方式都要少一些，它的字节级编码也比较简单。

　　“冒险”指一条指令的位置或操作数依赖于其他仍在流水线中的指令。

4.1 Y86指令集体系结构

　　4.1.1 程序员可见状态

　　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，这称为“程序员可见状态”。

　　Y86的处理器状态类似于IA32，有8个程序寄存器：%eax，%ecx，%edx，%ebx，%esi，%edi，%esp，%ebp，每个寄存器存储一个字

　　%esp被入栈，出栈，调用和返回指令作为栈指针。有三个一位的条件码：ZF，SF，OF

　　Y86程序用虚拟地址来引用存储器位置；硬件和操作系统软件联合起来将虚拟地址翻译为物理地址

　　4.1.2 Y86指令

　　Y86指令集基本上是IS32指令集的一个子集

　　有四个整数操作指令（addl，subl，andl，xorl）；七个跳转指令（jmp，jle，jl，je，jne，jge，jg）；六个条件传送指令（cmovle，cmovl，cmove，cmovne，cmovne，cmovge，cmovg）；call（返回地址入栈，跳到目的地址）；pushl、popl（入栈，出栈）；halt（停止指令执行）

　　4.1.3 指令编码

　　每条指令的第一个字节表示指令的类型，高四位是代码部分，低四位是功能部分

　　程序寄存器存在CPU中的一个寄存器文件中。它是一个小的随机访问存储器

　　寄存器标识符

　　

　　指令集的一个重要性质就是字节编码必须要有唯一的解释

　　4.1.4 Y86异常

　　Y86状态码

　　 

　　4.1.5 Y86程序

　　以“·”开头的词是汇编器命令

　　·pos0告诉汇编器应该从地址0处开始产生代码

　　指令集模拟器

　　4.1.6 某些较特殊的Y86指令

　　pushl会把栈指针减四，并将一个寄存器值写入存储器中

4.2 逻辑设计和硬件控制语言HCL

　　4.2.1 逻辑门

　　布尔函数AND——&&，OR——||，NOT——！

　　4.2.2 组合电路与HCL布尔表达式

　　组合电路：1.多个逻辑门的输出不可连接在一起；2.组合电路必须五环

　　多路复用器：根据输入控制信号的值，从一组不同的数据信号中选出一个。

　　4.2.3 字级的组合电路和HCL整数表达式

　　多路复用函数使用情况表达式描述的，通用格式为：

　　[

　　　　select.1 :expr.1

　　　　select.2 :expr.2

　　　　……

　　　　select.k :expr.k

　　](select.代表布尔表达式，expr.代表整数表达式)

　　算数/逻辑单元（ALU）是一种很重要的组合电路

　　4.2.4 集合关系

　　通用格式：iexpr in {iexpr1,iexpr2,...,iexprk}

　　4.2.5 存储器和时钟

　　时钟存储器（寄存器）存储单个位或数字

　　随机访问存储器（存储器）存储多个字

　　寄存器文件有两个读端口（A与B）以及一个写端口（W）

4.3 Y86的顺序实现

　　取指：从存储器读取指令字节，地址为程序计数器的值

　　译码：从寄存器文件读入最多两个操作数

　　执行：就是执行

　　访存：将数据写入存储器或从存储器读出数据

　　写回：最多写两个结果到寄存器文件

　　更新PC：将PC设置成下一条指令的地址

关于实验楼的问题

今天我原本想要完成实验楼上所说的“下载Y86模拟器”，可是超链接的网址无法打开，而群里我也没有找到相应的网站，希望老师看到后能够回复一个解决方法