指令寄存器

1、Smali语言基础语法-数据类型与描述符 smali中有两类数据类型：基本类型和引用类型。引用类型是指数组和对象，其它都是基础类型。 基本类型 以及每种类型的描述符： Java类型 类型描述符 说明 boolean Z 布尔型 byte B 字节型 short S 短整型 char C 字符型 int I 整型 long J 长整型 float F 双精度型 void V 返回类型 引用类型 分两种，对象类型与数组类型： 对象类型 表示形式为L包名/对象类型 ； ，即Lpackagename/ObjectName;（注意 分号 ） (1) 开始的L表明这是一个对象类型 (2) packagename 使用"/"代替”.“ (3) ObjectName是对象的名称 (4) 分号表明对象名的结束 例：smali代码中String类型的表示：Ljava/lang/String; 数组类型 以 ‘ [ ’ 数据类型加上 类型描述符 的形式表示： 例：[I 表示一维整型数组，[[I表示二维数组， [Ljava/lang/String； 表示String数组 字段的描述 Davilk中对字段的描述分为两种，对基本类型字段的描述和对引用类型的描述，但是两者的描述格式一样： 对象类型描述符->字段名：类型描述符； 例：com.baidu

一、实验环境： 1、Idea代码编辑器 2、jdk1.8.0_92 3、win10_x64 二、易产生误解的Java字段Volatile volatile保证了可见性，但是并不保证原子性！！！ 1.volatile关键字的两层语义 　　一旦一个共享变量（类的成员变量、类的静态成员变量）被volatile修饰之后，那么就具备了两层语义： 　　1）保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性，即一个线程修改了某个变量的值，这新值对其他线程来说是立即可见的。 　　2）禁止进行指令重排序。 volatile的可见性，即任何时刻只要有任何线程修改了volatile变量的值，其他线程总能获取到该最新值。具体更多实现可以参阅缓存一致性协议。 2.那么volatile为什么又不能保证原子性呢？ 以volatile int i = 10；i++；为例分析： i++实际为load、Increment、store三个操作。 某一时刻线程1将i的值load取出来，放置到cpu缓存中，然后再将此值放置到寄存器A中，然后A中的值自增1（寄存器A中保存的是中间值，没有直接修改i，因此其他线程并不会获取到这个自增1的值）。如果在此时线程2也执行同样的操作，获取值i==10,自增1变为11，然后马上刷入主内存。此时由于线程2修改了i的值，实时的线程1中的i==10的值缓存失效，重新从主内存中读取，变为11

[练习5]实现函数调用堆栈跟踪函数 我们需要在lab1中完成kdebug.c中函数print_stackframe的实现，可以通过函数print_stackframe来跟踪函数调用堆栈中记录的返回地址。如果能够正确实现此函数，可在lab1中执行 “make qemu”后，在qemu模拟器中得到类似如下的输出： 请完成实验，看看输出是否与上述显示大致一致，并解释最后一行各个数值的含义。 提示：可阅读小节“函数堆栈”，了解编译器如何建立函数调用关系的。在完成lab1编译后，查看lab1/obj/bootblock.asm，了解bootloader源码与机器码的语句和地址等的对应关系；查看lab1/obj/kernel.asm，了解 ucore OS源码与机器码的语句和地址等的对应关系。 要求完成函数kern/debug/kdebug.c::print_stackframe的实现，提交改进后源代码包（可以编译执行） ，并在实验报告中简要说明实现过程，并写出对上述问题的回答。 补充材料： 由于显示完整的栈结构需要解析内核文件中的调试符号，较为复杂和繁琐。代码中有一些辅助函数可以使用。例如可以通过调用print_debuginfo函数完成查找对应函数名并打印至屏幕的功能。具体可以参见kdebug.c代码中的注释。 代码实现 1. 编程前，首先了解下当前情况：在Terminal下输入make

1.命令格式：print 变量名 简写为： p 变量名 2. print 操作符 @ 是一个和数组有关的操作符，在后面会有更详细的说明。 :: 指定一个在文件或是一个函数中的变量。 {} 表示一个指向内存地址的类型为type的一个对象。 3. 察看内容 全局变量（所有文件可见的） 静态全局变量（当前文件可见的） 局部变量（当前Scope可见的） 如果你的局部变量和全局变量发生冲突（也就是重名），一般情况下是局部变量会隐藏全局变量。如果此时你想查看全局变量的值时，你可以使用“::”操作符： file::variable function::variable eg: 查看文件f2.c中的全局变量x的值： gdb) p 'f2.c'::x 注：如果你的程序编译时开启了优化选项，那么在用GDB调试被优化过的程序时，可能会发生某些变量不能访问，或是取值错误码的情况。对付这种情况时，需要在编译程序时关闭编译优化。GCC，你可以使用“-gstabs” 选项来解决这个问题。 4. 查看数组 (1)动态数组： p *array@len array:数组的首地址，len:数据的长度 eg: (gdb) p *array@len $1 = {2, 4, 6, 8, 10} (2)静态数组 可以直接用print数组名，就可以显示数组中所有数据的内容了。 5. 输出格式 x 按十六进制格式显示变量。 d

本周速读了《深入理解计算机系统》这本书，这本书从程序员的角度介绍了计算机系统的内在运作，展示了一些本质概念是如何实际的影响应用程序的正确性、性能和实用性的。收获如下： 1、关于进程和线程 进程是操作系统对运行程序的一种抽象，是指计算机中已运行的程序，是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。 线程有时被称为轻量级进程，是操作系统能够进行运算调度的最小单位。线程是进程中的一个实体，线程自己不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。 2、几种数据传送指令 movl：传送双字，源操作数指定一个值，可以是立即数，可以存放在寄存器或存储器中。目的操作数指定一个位置，可以是寄存器或存储器地址。 movw：传送两个字节，当一个操作数为寄存器时，必须为下图中八个双字节寄存器元素中的一个。 movb：传递一个字节，当一个操作数为寄存器时，必须为下图中八个单字节寄存器元素中的一个。 movsbl和movzbl负责拷贝一个字节，并设置目的操作数中其余的位。 movsbl的源操作数是单字节的，并将高24位设置为源字节的最高位，然后拷贝到双字的目的中。 movzbl的源操作数是单字节的，在前面加24个0扩展到32位，然后拷贝到双字的目的中。 3、寄存器的使用惯例

七种寻址方式： 1. 立即寻址： 操作数包含在指令中，是指令的一部分。此时的操作数称为立即数 MOV EAX, 1234H 2. 寄存器寻址： 操作数在CPU寄存器中，指令中指定寄存器编号 MOV SI, AX MOV AL, AH 3. 直接寻址： 操作数在存储器中，指令直接包含操作数的有效地址。此时操作数一般存放在数据段DS中，采用换段前缀可以使用其它段寄存器。 MOV AX, [1234H] 4. 寄存器间接寻址： 操作数在存储器中，操作数有效地址在ESI、EDI、EBX、EBP之一种。在不使用换段前缀的情况下， 若有效地址在 SI/DI/BX 中，则以 DS 的值为段值； 若有效地址在 BP 中，则以段寄存器 SS 的值为段值。 MOV AX, [SI] MOV [BP], CX 5. 寄存器相对寻址： 操作数在存储器中，操作数的有效地址是一个基址寄存器（BX、BP）或变址寄存器（SI、DI）内容加上指令中给定的8位或16位位移量之和。即： EA = (BX/BP/SI/DI) + (8/16位位移量) 在不使用换段前缀的情况下，若SI/DI/BX的内容作为有效地址的一部分，则以DS的值为段值；若BP的内容作为有效地址的一部分，则以段寄存器SS的值为段值。 在指令中给定的8位或16位位移量以补码形式表示。在计算有效地址时，若位移量是8位，则将其有符号扩展为16位

输入输出设备分为块设备（硬盘）和字符设备（鼠标，键盘） 硬盘的输入输出以磁盘块（扇区）为单位 鼠标键盘以字符为单位，通过中断机制输入 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- IO设备由 机械部件和电子部件 两部分组成，电子部件就是电路板，也就是IO控制器。IO控制器作为CPU控制IO设备机械部件的中介。它含有控制寄存器（存放CPU命令的参数），状态寄存器（设备是否能进行读写操作），数据寄存器（数据中转站）。由于IO控制器中含有多个寄存器，当CPU发出命令后，IO控制器要进行地址转换（由IO控制器的IO逻辑部分完成），找到对应的寄存器。 IO控制器由三部分组成，分别为 CPU与控制器的接口，IO逻辑，以及控制器与设备的接口 CPU与控制器的接口： 数据寄存器，状态寄存器，控制寄存器位于这里 IO逻辑： CPU 通过控制线告诉IO逻辑指令类型，通过地址线告诉IO逻辑要操作的设备地址，IO逻辑通过访问控制寄存器和状态寄存器得出指令。如果是输出指令的话，IO逻辑将数据寄存器中的数据 转移到 控制器与设备的接口。 控制器与设备的接口：输出命令的话

1. 计算机每执行一条指令的过程，可以分解成这样几个步骤。 (1) Fetch （取得指令） ，也就是从PC寄存器里找到对应的指令地址，根据指令地址从内存里把具体的指令，加载到指令寄存器中，然后把PC寄存器自增，在未来执行下一条指令。 (2) Decode （指令译码） ，也就是根据指令寄存器里面的指令，解析成要进行什么样的操作，是MIPS指令集的R、I、J中哪一种指令，具体要操作哪些寄存器、数据或者内存地址。 (3) Execute （执行指令） ，也就是实际运行对应的 R、I、J 这些特定的指令，进行算术逻辑操作、数据传输或者直接的地址跳转。 (4)重复进行(1)～(3)的步骤。 这其实就是一个永不停歇的“Fetch - Decode - Execute”的循环，这个循环称之为 指令周期 （Instruction Cycle）。 在取指令的阶段，指令是放在 存储器 里的，实际上， 通过 PC 寄存器和指令寄存器取出指令的过程，是由控制器（Control Unit ）操作的。指令的解码过程，也由控制器进行 。到了执行指令阶段，无论是进行算术操作、逻辑操作的R型指令，还是进行数据传输、条件分支的I型指令，都是由 算术逻辑单元 （ALU）操作的，也就是由 运算器 处理的。不过，如果是一个简单的无条件地址跳转，那么我们可以直接在 控制器 里面完成，不需要用到运算器，如下所示：

编译优化 我们都知道，所有的高级程序设计语言所编写的源代码，都要经过编译系统或解释系统的翻译，转换为计算机硬件系统能够识别的机器语言代码，才能最终在计算机上执行。 而现代的编译或解释软件都很强大，很智能，它们会尽可能选择能让我们的程序以最高效率的形式工作，即，它们会尽可能地“优化”我们的代码，使得最终编译或解释出的机器语言代码与我们的源代码有所差异！ 这里要涉及计算机存储体系的概念。 计算机存储体系 计算机体统有包括外存、内存等不同的存储层次，相对完整地说。计算机存储体系从“外”到“内”分为5层： 海量外存——存储空间最大，速度最慢； 外存——存储空间大，速度也比较慢； 内存——存储空间不是很大，速度却很快； 高速缓存——存储空间小得多，速度更快； 寄存器——存储空间最小，速度最快； 其实，寄存器已经是CPU的范畴了，它们是CPU不可或缺的组成部分。 在上述存储方式中，最快的是寄存器（组），是CPU指令访问的常客，但是，存储容量非常的少：内存是计算机指令与数据存储的最主要的空间，CPU可以访问内存，但与寄存器比较，对内存的访问速度要慢很多很多。 我们所编写的程序中，变量、数组的本质就是内存空间（无论是系统堆栈还是系统堆），对变量、数组元素的访问，就是对内存的访问。 对于像循环中的控制量 for ( int i = 0 ; i < 10 ; i ++ ) 中的变量i

学 汇编语言 -- 王爽 笔记 -- munds 1： 计算机是由 cpu，内存，外部储存器，主板，等等 组成 2： cpu 通过 数据总线，地址总线，控制总线 来与外部设备交流 3： cpu 通过 统一地址总线 来控制 各大部件 4： cpu 通过 数据总线 接收和发送 数据到 内存 5： 某些cpu 通过 DMA 来控制 速度比较慢的设备 比如 硬盘，软盘，光盘 等 ------------------------------- 废话分割线 ------------------------------------------------------------------------------------------------ cpu 通过各种寄存器来储存临时信息 寄存器有： ax，bx，cx，dx，cs，ds，ss，es cpu运行一条指令的详细动作是 ： 1 从cs寄存器中取值 ，2 把给值作为内存地址发送到地址总线上，3 内存器给cpu发送该地址的内容 ，4 cpu处理内容（这个内容就是计算机指令） 在8086中 所有的寄存器都是16位，在 80386 中 所有的寄存器都是 32位 ax，bx，cx，dx 都是 可以分为 al，ah，等的8位寄存器 ax = ah x 2^8 + al cpu可以单独的对 al ，ah等8位寄存器直接操作 cpu