學習內容總結

學習目標

1. 了解ISA抽象的作用
2. 掌握ISA，並能舉一反三學習其他體系結構

學習內容

Y86-64指令

1. 程序員可見狀態
   • 15個程序寄存器(RF)：每個寄存器存儲一個64位的字
     
   • 3個條件碼(CC)：保存最近的算術或邏輯指令所造成影響的有關信息
     • ZF：零標誌(操作結果為0 ZF=1；結果不為0 ZF=0)
     • SF：符號標誌(結果最高位為0 SF=0；結果最高位為1 SF=1)
     • OF：溢出標誌(對有符號 結果無溢出 OF=0；結果溢出計算出錯 OF=1)
   • 程序狀態(Stat)

   數值	名稱	含義
   1	AOK	正常操作
   2	HLT	遇到執行halt指令
   3	ADR	遇到非法地址
   4	INS	遇到非法指令

   • 程序計數器(PC)：存放當前指令的地址
   • 內存(DMEM)：是很大的字節數組，存放程序或數據
2. Y86-64指令
   • Y86-64程序寄存器標識符
     • 存儲在CPU的一個寄存器文件中
     • 不應訪問任何寄存器：用0xF表示
     • 
   • Y86-64指令編碼
     • 編碼長度：1字節~10字節
     • 編碼組成：一個單字節的指令指示符+一個單字節的寄存器指示符+一個八字節的常數字
     • 
     • 整數操作指令OPq：addq subq andq xorq
     • 跳轉指令jXX：jmp jle jl je jne jge jg
     • 傳送指令comvXX：comvle comvl comove cmovne cmovge
       comovq
     • 字段fn(功能碼)指明是某個整數操作、數據傳送條件或是分支條件
       

邏輯設計與硬件控制語言HCL

1. HCL表達式
   • AND &&、OR ||、NOT!
   • 與、或、非三種邏輯門可以用一種與非門或者或非門實現
2. HCL整數表達式
   • 情況表達式格式：

     [
        select 1: expr 1
        select 2: expr 2
        .
        select k: expr k
     ]

   • 集合關系：iexp in{ iexp1,iexp2,...iexpk }
   • 算術/邏輯單元(ALU)
     

Y86-64的順序實現

1. 將處理組織成階段
   • 取值fetch-->譯碼decode-->執行execute-->訪存memory-->寫回write back-->更新PC update

2. SEQ硬件結構
   

   • 白色方框表示時鐘寄存器
   • 淡藍色方框表示硬件單元
   • 灰色圓角矩形表示控制邏輯塊
   • 白色圓圈中表示線路的名字
   • 中等粗線表示寬度為字長的數據連接
   • 細線表示寬度為字節或更窄的數據連接
   • 虛線表示單個位的連接

2018-2019-1 20165330 《信息安全系統設計基礎》第四周學習總結