(2) 熟悉 Logisim 平台基本功能,能在 logisim 中实现多位可控加减法电路。
注意:除User(用户模式)是Normal(普通模式)外,其他6种都是Privilege(特权模式)。 Privilege中除Sys模式外,其余5种为异常模式。 各种模式的切换,可以是程序员通过代码主动切换(通过写CPSR寄存器);也可以是CPU在某些情况下自动切换。 各种模式下权限和可以访问的寄存器不同。
比如之前讨论过的 AND,OR 和 NOT 操作,它也能做简单的数值测试,比如一个数字是不是负数,例如,这是检查 ALU 输出是否为 0 的电路,它用一堆 OR 门检查其中一位是否为 1,哪怕只有一个 Bit (位) 是1,我们就知道那个数字肯定不是 0,然后用一个 NOT 门取反,所以只有输入的数字是 0,输出才为 1。
1970年,第一个封装在单个芯片内的完整ALU——英特尔74181诞生,这在当时是惊人的工程壮举!
两个 S 用于不同的指令,名称相同,但是在不同的指令结合却有不同的作用
学习CPU(中央处理器)的功能和组成对于理解计算机系统的工作原理非常重要。以下是学习CPU功能和组成的几个原因:
8086CPU的flag寄存器(16位)各标志位如下(这是32位EFLAG的低十六位图,但是32位与16位是一样的,只不过32位多了16位且高16位没有使用到):
■ 寻址:确定设备的地址,区分不同的设备; ■ 缓冲:适配外设与CPU的工作速度; ■ 转换:适配外设与CPU的信息格式、类型、幅度; ■ 时序:外设与CPU的工作时序。
ORR指令用于在两个操作数上进行逻辑或运算,并把结果放置到目的寄存器中。操作数1应该是一个寄存器,操作数2可以是一个寄存器,被移位的寄存器,或一个立即数。该指令常用于设置操作数1的某些位。 指令示例:ORR R0,R0,#3;该指令设置R0的0、1位,其余位保持不变。
1、理解 MIPS 常用的指令系统并掌握单周期 CPU 的工作原理与逻辑功能实现。
16位标志寄存器——共用了9个标志位,它们主要用来反映CPU的状态和运算结果的特征。标志位的分布如下表所示。
android 5.0系统就开始引入Arm64-v8a,它用于支持全新的AArch64架构,这个架构也就是我们要学习的arm64汇编。目前android系统已经发展到anroid 11版本。因此现在主流的apk都是支持AArch64架构。那么我们利用IDA(反汇编工具)进行静态逆向分析so文件、或者IDA动态调试so文件,都需要和arm64汇编代码打交道,因此对于学习掌握好ARM64汇编对阅读反汇编代码能达到事半功倍的效果。
这期本来是想写hashMap的,但是里面哈希和扩容之类的,很多都是位运算,不太熟悉的同学看着会很难受,所以先补充一些计算机组成的知识。
对于arm64系的CPU来说, 如果寄存器以x开头则表明的是一个64位的寄存器,如果以w开头则表明是一个32位的寄存器,在系统中没有提供16位和8位的寄存器供访问和使用。其中32位的寄存器是64位寄存器的低32位部分并不是独立存在的。
这些基本的门电路,是我们计算机硬件端的最基本的“积木” 包含十亿级别晶体管的现代CPU,都是由这样一个一个的门电路组合而成的。
https://blog.csdn.net/cqkxboy168/article/details/8994479
ARM指令使用的基本格式如下: 〈opcode〉{〈cond〉} {S} 〈Rd〉,〈Rn〉{,〈operand2〉} < > 是必须项 , {}是可选项
PSW(Program Flag)程序状态字寄存器,是一个16位寄存器,由条件码标志(flag)和控制标志构成,如下所示:
要注意: 在执行立即数加法时,imm 是 16 位。而寄存器是 32 位,这就出现转换的问题。在手册中是使用 imm 的符号扩展,也就是将高 16 位采用低 16 位的最高位复制 16 次进行填充。(符号扩展不会改变原数值)。
1.1:实验目的 (1)CPU各主要功能部件的实现 (2)CPU的封装 (3)了解提高CPU性能的方法 (4)掌握流水线MIPS微处理器的工作原理 (5)理解并掌握数据冒险、控制冒险的概念以及流水线冲突的解决方法 (6)掌握流水线MIPS微处理器的测试仿真方法 1.2:实验要求 (1)至少实现MIPS中的三类指令,即R类,I内,J类指令 (2)采用5级流水线技术 (3)完成Lw指令的数据冒险的解决 (4)在ID段完成控制冒险的解决
ARM是Advanced RISC Machines的缩写,它是一家微处理器行业的知名企业,该企业设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC (精简指令集)处理器。公司的特点是只设计芯片,而不生产。它将技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商,并提供服务。
在20世纪初叶,人们曾经一度认为原子是物质的最小组成单位,原子不可再分。虽然很快人们就发现这是一个谬误——原子不仅可以再分,由质子、中字、电子组成,事实上这些微观粒子仍然是可以继续分割的——但计算机科学借用了“原子不可再分”的说法,提出了操作原子性(Atomicity)的概念,即:
键盘产生信号这里就要涉及一个重要的概念了,叫硬件中断。我这里会粗粒度地说一下键盘产生信号,以及信号被上层软件读到的过程,只是说一下我自己的理解。
发布者:全栈程序员栈长,转载请注明出处:https://javaforall.cn/125013.html原文链接:https://javaforall.cn
进制也就是进位计数制,是人为定义的带进位的计数方法(有不带进位的计数方法,比如原始的结绳计数法,唱票时常用的“正”字计数法,以及类似的tally mark计数)。对于任何一种进制---X进制,就表示每一位置上的数运算时都是逢X进一位。十进制是逢十进一,十六进制是逢十六进一,二进制就是逢二进一,以此类推,x进制就是逢x进位。
MOV 传送字或字节. MOVSX 先符号扩展,再传送. MOVZX 先零扩展,再传送. PUSH 把字压入堆栈. POP 把字弹出堆栈. PUSHA 把AX,CX,DX,BX,SP,BP,SI,DI依次压入堆栈. POPA 把DI,SI,BP,SP,BX,DX,CX,AX依次弹出堆栈. PUSHAD 把EAX,ECX,EDX,EBX,ESP,EBP,ESI,EDI依次压入堆栈. POPAD 把EDI,ESI,EBP,ESP,EBX,EDX,ECX,EAX依次弹出堆栈.
进制的定义: 八进制的定义:由八个符号组成,分别是01234567逢八进一。 十进制的定义:由十个符号组成,分别是0123456789逢十进一。 N进制的定义:由N个符号组成,逢N进一。
MOV dst, src 把src 的内容 复制到 dst中,操作字长由参数字长决定
陷阱标志TF,TF=1,处理器处于单步执行指令(处理器每执行一条指令便产生一个内部中断,可以对程序进行单步调试)
1、完成32位不带进位位算术、逻辑运算实验。按照实验步骤完成实验项目,了解算术逻辑运算单元的运行过程。
CPU内部的寄存器中,有一种特殊的寄存器(对于不同的处理器,个数和结构都可能不同).这种寄存器在ARM中,被称为状态寄存器就是CPSR(current program status register)寄存器 CPSR和其他寄存器不一样,其他寄存器是用来存放数据的,都是整个寄存器具有一个含义.而CPSR寄存器是按位起作用的,也就是说,它的每一位都有专门的含义,记录特定的信息.
64位操作系统的设计初衷是:满足机械设计和分析、三维动画、视频编辑和创作,以及科学计算和高性能计算应用程序等领域中需要大量内存和浮点性能的客户需求。换句简明的话说就是:它们是高科技人员使用本行业特殊软件的运行平台。而32位操作系统是为普通用户设计的。
因为有if…else、for这样的条件和循环存在,这些指令也不会一路平直执行下去。
CPU执行的也不只是一条指令,一般一个程序包含很多条指令 因为有if…else、for这样的条件和循环存在,这些指令也不会一路平直执行下去。
今天给大侠带来今天带来FPGA 之 SOPC 系列第三篇,Nios II 体系结构,希望对各位大侠的学习有参考价值,话不多说,上货。
进位标志CF主要用来反映运算是否产生进位或借位。如果运算结果的最高位产生了一个进位或借位,那么,其值为1,否则其值为0。
start_kernel是内核启动阶段的入口,通过单步调试,可以发现它是linux内核执行的第一个init,我们单步进入看看它做了哪些操作:
流水线CPU就是指将一条分解为多步,在同一周期内进行多条指令的同时执行。MIPS五级流水线就是将指令分为:取指(IF),译码(ID),执行(EX),访存(MEM),写回(WB)五个阶段。举个例子:
众多RISC精简指令集架构中,MIPS架构是最优雅的”舞者”。就连它的竞争者也为其强大的影响力所折服。DEC公司的Alpha指令集(现在已被放弃)和HP的Precision都受其影响。虽说,优雅不足以让其在残酷的市场中固若金汤,但是,MIPS架构还是以最简单的设计成为每一代CPU架构中,执行效率最快的那一个。
本文是对ARM处理器架构的学习,针对S3C2440型号。参考了Samsung官方的技术文档S3C2440.pdf中的PROGRAMMER’S MODEL一节的内容。
ARM指令的基本格式为: <Opcode> {<Cond>} {S} <Rd>, <Rn> { , <Opcode2> } 其中,<>内的项是必需的,{}内的项是可选的。 1)Opcode项 Opcode是指令助记符,即操作码,说明指令需要执行的操作,在指令中是必需的。 2)Cond项(command) Cond项表明了指令的执行的条件,每一条ARM指令都可以在规定的条件下执行,每条ARM指令包含4位的条件码,位于指令的最高4位[31:28]。 条件码共有16种,每种条件码用2个字符表示,这两个字符可以添加至指令助记符的后面,与指令同时使用。 当指令的执行条件满足时,指令才被执行,否则指令被忽略。如果在指令后不写条件码,则使用默认条件AL(无条件执行)。 指令的条件码 条 件 码 助记符后缀 标 志 含 义 0000 EQ Z置位 相等equal 0001 NE Z清零 不相等not equal 0010 CS C置位 无符号数大于或等于Carry Set 0011 CC C清零 无符号数小于 0100 MI N置位 负数minus 0101 PL N清零 正数或零plus 0110 VS V置位 溢出 0111 VC V清零 没有溢出 1000 HI C置位Z清零 无符号数大于high 1001 LS Z置位C清零 无符号数小于或等于less 1010 GE N等于V 带符号数大于或等于 1011 LT N不等于V 带符号数小于least 1100 GT Z清零且(N等于V) 带符号数大于great 1101 LE Z清零或(N不等于V) 带符号数小于或等于 1110 AL 忽略 无条件执行all 1111 条件码应用举例: 例:比较两个值大小,并进行相应加1处理,C语言代码为: if ( a > b ) a++; else b++; 对应的ARM指令如下(其中R0中保存a 的值,R1中保存b的值): CMP R0, R1 ; R0与R1比较,做R0-R1的操作 ADDHI R0, R0, #1 ;若R0 > R1, 则R0 = R0 + 1 ADDLS R1, R1, #1 ; 若R0 <= R1, 则R1 = R1 + 1 CMP比较指令,用于把一个寄存器的内容和另一个寄存器的内容或一个立即数进行比较,同时更新CPSR中条件标志位的值。指令将第一操作数减去第二操作数,但不存储结果,只更改条件标志位。 CMP R1, R0 ;做R1-R0的操作。 CMP R1,#10 ;做R1-10的操作。 3)S项(sign) S项是条件码设置项,它决定本次指令执行的结果是否影响至CPSR寄存器的相应状态位的值。该项是可选的,使用时影响CPSR,否则不影响CPSR。 4)
汇编指令movw 4(%ebp),%ax的RTL语言为:R[ax] <- M[R[ebp]+4]
根据实现选择,体系结构支持多级执行特权,由从EL0到EL3的不同异常级别表示。EL0对应于最低的特权级别,通常被描述为无特权。应用层程序员模型是在EL0上执行软件的程序员模型。
还记得Windows的CMD吗?只需向这个黑框框输入指令,计算机即可做出相对应的响应。其实计算机的运行本身就是依靠向CPU下达一条一条的指令,并使计算机按指令运行。计算机指令就是指挥机器工作的指示和命令,程序就是一系列按一定顺序排列的指令,执行程序的过程就是计算机的工作过程。
上节,我们谈了如何用二进制表示数字,比如二进制 00101010 是十进制的 42,表示和存储数字是计算机的重要功能,但真正的目标是计算,有意义的处理数字。比如把两个数字相加,这些操作由计算机的 "算术逻辑单元 "处理。但大家会简称:ALU。
16位汇编第六讲汇编指令详解第第三讲 1.十进制调整指令 1. 十进制数调整指令对二进制运算的结果进行十进制调整,以得到十进制的运算结果 2.
汇编语言是一种最接近计算机核心的编码语言。不同于任何高级语言,汇编语言几乎可以完全和机器语言一一对应。 汇编语言就是机器语言的一种可以被人读懂的形式,只不过它更容易记忆。
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