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NES基本原理（二）CPU

寄存器 Program Counter 16 bit，程序计数器 PC，存放下一条指令的地址，一条指令执行时就会更新这个寄存器的值，使它指向下一条指令的地址，与我们熟悉的 PC 一样，可以被分支指令修改等等...bit，用来存放运算结果或者从内存取回来的数据 Index Register X(X) 8 bit，用来作为循环的计数器或者特定寻址下的偏移量，也可以存放从内存取出来的数据，还能用来设置或者获取栈指针...因此经常使用的数据通常都放在零页。 LDA $12 ;将$0012地址处的值加载到A Relative 相对寻址，只用于分支指令，操作数是一个有符号数，相对于当前 PC 的偏移量。...) 和 STX(Store X Register) 指令会用这种寻址方式，看名字应知道这指令是什么作用，不再赘述 Absolute X Indexed 绝对 X 变址，在绝对寻址获得的地址基础上再加上...PC 设置为中断处理程序的地址 执行中断处理程序 执行 RTI(Return From Interrupt) 指令从中断返回，程序计数器，状态寄存器出栈 回到原任务继续执行 这就是 6502 的中断处理过程

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VM技术（三）开始FC模拟器（一）

Affect Flags: none 所有分支都是相对模式，长度为两个字节。...语法是“Bxx Displacement”或“Bxx Label”。有关位移的更多信息，请参阅程序计数器上的注释。 当遇到操作码时，分支取决于标志位的状态。没有token的分支指令需要两个机器周期。...Flag (Processor Status) Instructions 标志(处理器状态)指令 影响标志：如后面所述 这些指令是隐含模式，长度为一个字节，需要两个CPU周期。...准备好执行下一条指令时，它会在获取指令之前递增程序计数器。...许多指令需要一个额外的执行周期，如果一个页面的边界是交叉的;则表示为a+显示的时间值之后。 环绕式处理技术Wrap-Around 使用索引为零的页面操作时要小心，因为它们可能会被包围。

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ARM起源史：一家英国小公司如何发明了ARM并改变了世界

当时没人知道为什么只有当一根手指放到主板上的某个特定点时机器才会工作，但当他们想办法实现用电阻器模仿手指触碰后，他们很满意机器能够工作，然后继续在其上研发。...现在，RISC 处理器相对应的是复杂指令集计算（CISC 处理器）。下面非常简单地解释一下这两个概念究竟是什么意思： CPU 都有一组可以执行的运算——它们的指令集。...CISC CPU 的指令集非常庞大和复杂，让它们能在 CPU 的多个「时钟周期」内执行复杂的任务。这意味着其复杂性实际上被内置到了芯片硬件本身之中，这就意味着软件代码可以简单一点。...因此，CISC 机器的代码可以减少指令数量，但这种 CPU 用来执行这些指令的周期数量会增大。 你可能已经猜到，RISC 则相反：芯片本身的指令和硬件更少，而且每个指令都可以在单个时钟周期内执行完毕。...由此造成的结果是代码更长，因此看起来似乎效率更低，这又意味着需要更大的内存，但芯片本身却更简单了，因此能更快地执行简单的指令。

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计算机的组成是什么样的？计算机的指挥中心CPU为啥那么强大？

想象一下，如果你所知道的计算机的功能可以通过组合简单的功能来实现。 三、CPU原理与机制 现在，让我们停止谈论 CPU 的可能性，看看它们实际上是如何工作的。...程序相对地址：指向当前程序计数器指向的地址加上一个有符号数，这种寻址方式主要用于代码中的分支指令，您可以将其视为基本偏移量的特例。...获取完成后，将程序计数器递增 1，还有一些指令会为程序计数器赋一个特定的值，即移动程序计数器（称为分支指令）。...这个获取/解码/执行/存储周期称为一个指令周期，CPU 在执行一条机器语言指令时总是执行一个指令周期。...另一方面，当获取/解码退出子程序并返回的指令时，堆栈指针在执行/存储周期中递减，从堆栈指针指示的地址读取值，并且值分配给程序计数器。增加。

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火遍童年的 FC 游戏是使用什么语言编写的

那么这些经典的FC游戏是用什么语言编写的呢？ 首先，我们需要了解一下FC游戏是如何运行的。FC游戏是通过一个名为“红白机”的主机来运行的，它使用了一种名为6502的CPU芯片。...6502 CPU芯片是一种8位微处理器，由MOS Technology公司在1975年推出，它非常受欢迎，因为它不仅便宜，而且性能卓越。在1983年，任天堂选择了6502作为FC主机的核心。...那么FC游戏是用什么语言编写的呢？实际上，FC游戏的开发使用了一种名为汇编语言的语言。汇编语言是一种低级语言，它使用机器码来编写程序。机器码是一种二进制代码，用于指定CPU执行的指令。...由于汇编语言非常接近计算机硬件，因此它能够在低级别上精细地控制计算机，使程序执行速度更快。 在汇编语言中，程序员需要使用一些专门的指令来控制CPU。...NES汇编语言是专门为FC游戏开发而设计的汇编语言，它提供了一些方便的指令和宏，使得编写程序更加容易。此外，它还提供了一些基本的库，如屏幕输出库、输入库和音频库等，使得程序员可以更加方便地编写程序。

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处理器高危漏洞无人幸免？树莓派：我们不受影响

什么是标量处理器？ 最简单的现代处理器每次循环执行一个指令，我们称之为标量处理器。上述示例在标量处理器上需要执行六次循环。...分支可能是无条件的（通常被采用），也可能是有条件的（是否采用取决于计算值）。 获取指令时，处理器可能遇到依赖于计算值的条件分支（而该值目前尚未计算出）。...为了避免停顿，处理器必须猜测下一个要获取的指令：内存顺序（对应未采用分支）或分支目标（对应采用分支）上的下一个指令。...推测执行不必要的指令（以及支持推测和重排序的基础架构）需要耗费大量能源，但是在很多情况下为了获取单线程性能的提升，这种方法是值得的。...什么是缓存？ 在过去，处理器速度与内存访问速度成正比。我的 BBC Micro（2MHz 6502），可以每 2μs（微秒）执行一次指令，存储周期为 0.25μs。

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【Android 逆向】函数拦截 ( ARM 架构下的插桩拦截 | 完整代码示例 )

E5 00 00 00 00 , B target ; B 指令是无条件跳转指令 , 04 F0 1F E5 是对应的机器码 ; 在 【Android 逆向】函数拦截 ( 修改内存页属性 | x86 架构插桩拦截...) 一、修改内存页属性 基础上 , 先修改内存页属性 , 取得修改内存的权限 ; 然后开始进行函数拦截 ; 首先 , 拼装 ARM 架构下的无条件跳转指令 ; /* B 无条件跳转指令 */ unsigned...char code[] = { 0x04,0xF0,0x1F,0xE5,0x00,0x00,0x00,0x00 }; 然后 , 设置跳转指令的绝对地址 ; 注意这里与 x86 的跳转指令不同 , x86...设置的跳转地址是相对地址 , arm 的跳转地址是绝对地址 ; /* arm 的跳转是绝对地址跳转 , 传入 pStub 函数指针即可 */ *(unsigned*)(code + 4) = (unsigned...地址 - 5 * 跳转指令 跳转的是 偏移量 , 不是绝对地址值 */ *(unsigned*)(code + 1) = pStub - pFunc - 5; /* 将跳转代码拷贝到 pFunc

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面试官：如何写出让 CPU 跑得更快的代码？

那么，接下来我们就来看看，CPU Cache 到底是什么样的，是如何工作的呢，又该写出让 CPU 执行更快的代码呢？ ---- 正文 CPU Cache 有多快？...在回答这个问题之前，我们先了解 CPU 的分支预测器。对于 if 条件语句，意味着此时至少可以选择跳转到两段不同的指令执行，也就是 if 还是 else 中的指令。...那么，如果分支预测可以预测到接下来要执行 if 里的指令，还是 else 指令的话，就可以「提前」把这些指令放在指令缓存中，这样 CPU 可以直接从 Cache 读取到指令，于是执行速度就会很快。...当数组中的元素是随机的，分支预测就无法有效工作，而当数组元素都是顺序的，分支预测器会动态地根据历史命中数据对未来进行预测，这样命中率就会很高。...在单核 CPU，虽然只能执行一个进程，但是操作系统给每个进程分配了一个时间片，时间片用完了，就调度下一个进程，于是各个进程就按时间片交替地占用 CPU，从宏观上看起来各个进程同时在执行。

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如何调试EVM智能合约 #2 ：部署智能合约

[5] 第 3 篇：存储布局是如何工作的？...事实上，在执行这条指令后，如果我们在调试器中查看 EVM 的内存状态，会发现内存从0x00 到 0x3f被填满。 这是我们存储在 EVM 内存中的智能合约的代码。...(为 1) 同样，memory[0xa0:0xbf] 也包含了第二个参数。(为 2) 因此，这段代码（从第 5 个指令到第 16 个指令）的目的是将构造函数的参数复制到内存中！...(即 1 和 2) 由于 EVM 是按 32 个字节为一组工作的（十六进制为 20）。我们的目的只是为了验证在构造函数中确实有 2 个参数被加载到内存中（总长度为 40，十六进制）。...接下来，在指令 64 处，我们需要加载第二个参数，因为 EVM 是按 32 个字节（20）的十六进制分组工作的，EVM 必须在 80+20=a0 处加载内存，以获得第二个参数。

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MIPS架构深入理解1-MIPS和RISC架构体系介绍

看起来，MIPS架构主要研究方向还是CPU的流水线架构，让它如何更高效地工作。那接下来，我们就从流水线开始讲起。 流水线的互锁是影响CPU指令执行效率的关键因素之一。...但是这儿的地址可以解释为相对PC寄存器的正负范围。所以，编译器只有知道目标地址在分支指令前后128KB的范围内才能正确地编码条件分支指令。...MIPS架构规定，分支指令后的指令总是在分支目标指令之前执行。跟随在分支指令后的指令位置被称为分支延迟槽，具体物理意义有点抽象，对应上图的话，就是横向上的一格。...但是分支指令的重要性足以给其特殊处理，从上图可以看出，通过特殊的处理，ALU阶段可以在半个时钟周期内就使目标地址可用。连同取指令提前的半个周期，刚好在下下个流水线槽得到分支目标地址作为指令开始执行。...所以，CPU控制单元执行的顺序是，分支指令，分支延迟槽指令，然后是分支目标指令，中间没有延时。 如何利用好这个分支延迟槽，就是编译器或者汇编程序编写者的责任了。

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软硬件融合硬核技术内幕——引子 从魂斗罗到DPU

在方老师学习到了计算机的基础知识以后，发现《魂斗罗》这个游戏的可执行文件和所需要的数据，总共容量只有128KB，相比《王XX耀》以GB论的容量，可谓是浓缩的精华。...这个家伙的CPU是一块MOS 6502 CPU(和著名的Apple-II电脑同款)， 主频1MHz(也就是每个指令基础周期为1us，比Intel Xeon慢几千倍)； 支持16bit的地址总线和8bit...因而，初代FC游戏机的设计师为这颗6502CPU又找了两位帮手：PPU(图像控制器)和pAPU(伪音频处理器)。 PPU实际上是我们计算机里面GPU(俗称显卡)的老祖宗。...在云计算时代，最火热的软硬件融合的话题是DPU(Datapath Process Unit)，DPU的硬件能够接管Hypervisor、vSwitch、VirtIO等关键路径的软件工作，帮助服务器上的CPU...分担计算调度、网络和存储的工作，让服务器上的CPU更聚焦于计算本身。

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MIPS架构深入理解7-汇编语言理解

这每一个操作会产生一个延时点，比如说读取内存时，其它指令无法读取内存，但是可以在CPU上执行。而在这个while循环中，却没有足够的不需要分支预测和存取内存的操作填充这个时间段的CPU执行。...指令： 真正的可执行指令。因为使用了伪指令.set noreorder，所以分支、存取指令导致的延时就会被加入进来。...指令的执行总是将任何GP寄存器的32位上半部分设置为所有1或所有0(反映第31位的值)。...了解代码加载到系统内存中的方式对我们很有帮助，尤其是，代码第一次在系统硬件上运行时。 MIPS架构常见的内存布局如图9-1所示。...如果定义为已初始化的变量，就会使用定义的值和内存大小。 未初始化和初始化是针对程序编写阶段的一个概念。实际上，C语言中，静态变量或全局变量如果没有被显式初始化，那么，在程序的启动之前，应该将其设为0。

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Java 和操作系统交互，你猜会发生什么？

(该图来源于百度) 我们先来分析 CPU 的工作原理,现代 CPU 芯片中大都集成了,控制单元,运算单元,存储单元.控制单元是 CPU 的控制中心, CPU 需要通过它才知道下一步做什么,也就是执行什么指令...所以需要保证运算单元在执行前的准备工作都完成,这样运算单元就可以一直处于运算中,而刚刚的串行流程中,取指,解码的时候运算单元是空闲的,而且取指和解码如果没有命中高速缓存还需要从主存取,而主存的速度和 CPU...除了指令流水线, CPU 还有分支预测,乱序执行等优化速度的手段.好了,我们回到正题,一行 Java 代码是怎么执行的。...CAS 操作需要 CPU 支持,将比较 和 交换 作为一条指令来执行, CAS 一般有三个参数,内存位置,预期原值,新值 ,所以UnSafe 类中的 compareAndSwap 用属性相对对象初始地址的偏移量...时钟周期:硬件计时器在多长时间内产生时钟脉冲,而时钟周期频率为1秒内产生时钟脉冲的个数.目前通常为1193180.

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Java 和操作系统交互细节

,这里说的执行是 CPU 指令处理(取指,译码,执行)三步骤中的第三步,也就是运算单元的计算任务,所以为了提升 CPU 的指令处理速度, 所以需要保证运算单元在执行前的准备工作都完成,这样运算单元就可以一直处于运算中...除了指令流水线, CPU 还有分支预测,乱序执行等优化速度的手段.好了,我们回到正题,一行 Java 代码是怎么执行的....；中间列是给虚拟机读的字节码；最右列是高级语言的代码,下面是通过汇编语言转换成的机器指令,中间是机器码,第三列为对应的机器指令,最后一列是对应的汇编代码 0x00: 55...CAS 操作需要 CPU 支持,将比较 和 交换 作为一条指令来执行, CAS 一般有三个参数,内存位置,预期原值,新值 ,所以UnSafe 类中的 compareAndSwap 用属性相对对象初始地址的偏移量...时钟周期:硬件计时器在多长时间内产生时钟脉冲,而时钟周期频率为1秒内产生时钟脉冲的个数.目前通常为1193180.

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Doris开发手记2：用SIMD指令优化存储层的热点代码

最近一直在进行Doris的向量化计算引擎的开发工作，在进行CPU热点排查时，发现了存储层上出现的CPU热点问题。于是尝试通过SIMD的指令优化了这部分的CPU热点代码，取得了较好的性能优化效果。...1.热点代码的发现 最近在进行Doris的部分查询调优工作，通过perf定位CPU执行热点时，发现了以下的热点部分： ?...通过这种方式，在相同的时钟周期内，CPU能够处理的数据的能力就大大增加了。 ? 传统CPU的计算方式 上图是一个简单的乘法计算，我们可以看到：4个数字都需要进行乘3的计算。...这种方式当然是最简单的，但是编译器毕竟没有程序员那样智能，所以对于自动向量化的优化是相对苛刻的，所以需要程序员写出足够亲和度的代码。...3.开发起来，解决问题 通过上一小节对SIMD指令的分析。接下来就是如何在Doris的代码上进行开发，并验证效果。 3.1 代码开发 思路是最难的，写代码永远是最简单的。

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Doris开发手记2：用SIMD指令优化存储层的热点代码

最近一直在进行Doris的向量化计算引擎的开发工作，在进行CPU热点排查时，发现了存储层上出现的CPU热点问题。于是尝试通过SIMD的指令优化了这部分的CPU热点代码，取得了较好的性能优化效果。...1.热点代码的发现 最近在进行Doris的部分查询调优工作，通过perf定位CPU执行热点时，发现了以下的热点部分： perf的结果 这里通过perf可以看到，将近一半的CPU耗时损耗在BinaryDictPageDecoder...通过这种方式，在相同的时钟周期内，CPU能够处理的数据的能力就大大增加了。 传统CPU的计算方式 上图是一个简单的乘法计算，我们可以看到：4个数字都需要进行乘3的计算。...这种方式当然是最简单的，但是编译器毕竟没有程序员那样智能，所以对于自动向量化的优化是相对苛刻的，所以需要程序员写出足够亲和度的代码。...3.开发起来，解决问题 通过上一小节对SIMD指令的分析。接下来就是如何在Doris的代码上进行开发，并验证效果。 3.1 代码开发 思路是最难的，写代码永远是最简单的。

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(上)

不对，应该是这个图： 红框内是6502 CPU的16条地址线 (A0-A15)，蓝框内为6502 CPU的8条数据线 (D0-D7)。...如读出的数据为0x41 (相对于字母A)，D7-D0这8条线分别为： 01000001 细心的读者会发现一个问题：SRAM内存如何确定CPU是在读取内容还是写入内容呢？...反之，如果这个引脚为低电平，SRAM会则会从CPU的D0-D7引脚上获取8bit的内容，再从CPU的A15-A0地址线获取到地址，按照这个地址，写入获取的内容。...在数字电路中，一个很重要的概念叫做时钟。SRAM也有一个时钟，前面提到的读写操作，实际上都是在时钟跳变的时候进行的。 时钟的波形如下图： 同样，CPU工作的时候也需要一个时钟。...产生时钟信号的器件叫做晶体振荡器。它产生的频率叫做基频。在386以后，CPU的工作频率是基频的倍数，这叫做倍频。 6502CPU上还有两个重要的引脚：IRQ，NMI。

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程序设计的5个底层逻辑，决定你能走多快

而 CPU 指令执行过程大致为：取址（去主存获取指令放到寄存器），译码（从主存获取操作数放入高速缓存 L1 ），执行（运算）。 ?...enter image description here 除了指令流水线， CPU 还有分支预测，乱序执行等优化速度的手段。好了，我们回到正题，一行 Java 代码是怎么执行的？...；中间列是给虚拟机读的字节码；最右列是高级语言的代码，下面是通过汇编语言转换成的机器指令，中间是机器码，第三列为对应的机器指令，最后一列是对应的汇编代码： 0x00: 55...CAS 操作需要 CPU 支持，将比较 和 交换 作为一条指令来执行， CAS 一般有三个参数，内存位置，预期原值，新值 ，所以UnSafe 类中的 compareAndSwap 用属性相对对象初始地址的偏移量...时钟周期：硬件计时器在多长时间内产生时钟脉冲，而时钟周期频率为1秒内产生时钟脉冲的个数。目前通常为1193180。

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存储器体系结构学习笔记

，而缺失率为相对于所有存储器访问产生缺失的比例。...opteron_cache.png 进入缓存的地址位宽为40bit，该缓存的容量为64KB，块大小为64B，使用两路组相联缓存。即由上可知，组内偏移量为6bit，缓存内共 ?...由存储器平均访问时间的公式，假设命中时间为1个时钟周期，有： ? 由上，尺寸为64的块最适合该系统。选取块的大小需要考虑低级存储器的带宽，这一参数决定缺失代价相对于块大小的上升速度。...缓存访问流水化 该方法也为了降低命中时间，其将命中时间分散到多个时钟周期中，缩短了时钟周期并提高了带宽（时钟周期提高），但是增加了发出载入指令到获取到数据的时钟周期数，增加了分支预测错误代价。...若不匹配，则根据页偏移量访问页表，将对应的物理地址调入TLB中在执行命中操作。

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【建议收藏】MMU是如何完成地址翻译的？

虚拟地址(virtual address)，通俗说是计算机进程加载地址的指令，进程给的虚拟地址通过MMU进行获取地址计算物理地址空间，然后获取物理地址对应的数据传送到CPU上。...关键点： 所有的地址翻译步骤都是在芯片上的MMU中执行的， 因此执行速度非常快。 说了这么多，下面就是本文的重点，我们看两个例子，虚拟地址是如何转换为物理地址的。 5....偏移量是 0，所以我们去请求第五组偏移量为 0 的字节，值为 0x36。 缓存命中，高速缓存把这个字节返回给 MMU， MMU 把它传递给处理器。最后处理器可能把这个字节存储在一个寄存器里。...这次 CPU 发送给 MMU 的虚拟地址是 0x0020。 ? 虚拟地址0x0020 和之前的例子一样，我们可以得到VPN为0x00，VPO为0x01，TLBI为0，TLBT为0x00。 ?...我们应该对虚拟存储器的工作原理有深层次的理解，可以更好的帮助我们理解系统是如何工作的，也可以帮助我们避免在使用malloc这类的管理虚拟存储器的分配程序时遇到的一些错误。

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