2017-2018-1 20155213 《信息安全系统设计基础》第七周学习总结

教材学习内容总结

浏览了正章，重点学习了处理器的流水线作业

流水线的通用原理
- 将处理组织成阶段
  - 将一条指令分解成很多步操作，在执行

操作	描述
取值(fetch)	从存储器取指令，再更新PC
译码(decode)	从寄存器堆读出寄存器的值
执行(execute)	运算指令：进行算术逻辑运算；访存指令：计算存储器的地址
访存(memory)	load指令：从内存读出数据；store指令：将数据写入内存
写回(write-back)	将数据写回寄存器堆

- - 计算流水线
  - 这是一个非流水线的硬件系统，对应一条指令的执行，执行其中的组合逻辑部分假设需要300ps (1ps=10^(-12)s)，寄存器延迟需要20ps，那么时钟周期设置为320ps(这条指令的执行时间为一个周期)，吞吐量(指令数/指令执行时间)为
    1/320ps = 3.12GIPS(每秒千兆指令)。

Y86模拟器的配置

具体参考 20145218张晓涵学姐的博客，里面的步骤已经叙述的很详尽了，只是有一点需要注意，输入make指令前，先将Makefile里面的代码改成如下形式，以及出现如下截图的提示也不要管，对后续的步骤没有影响。

# Comment this out if you don't have Tcl/Tk on your system

GUIMODE=-DHAS_GUI

# Modify the following line so that gcc can find the libtcl.so and
# libtk.so libraries on your system. You may need to use the -L option
# to tell gcc which directory to look in. Comment this out if you
# don't have Tcl/Tk.

TKLIBS=-L/usr/lib/ -ltk8.5 -ltcl8.5

# Modify the following line so that gcc can find the tcl.h and tk.h
# header files on your system. Comment this out if you don't have
# Tcl/Tk.

TKINC=-I /usr/include/tcl8.5

##################################################
# You shouldn't need to modify anything below here
##################################################

# Use this rule (make all) to build the Y86 tools. The variables you've
# assigned to GUIMODE, TKLIBS, and TKINC will override the values that
# are currently assigned in seq/Makefile and pipe/Makefile.
all:
	(cd misc; make all)
	(cd pipe; make all GUIMODE=$(GUIMODE) TKLIBS="$(TKLIBS)" TKINC="$(TKINC)")
	(cd seq; make all GUIMODE=$(GUIMODE) TKLIBS="$(TKLIBS)" TKINC="$(TKINC)")
	(cd y86-code; make all)

clean:
	rm -f *~ core
	(cd misc; make clean)
	(cd pipe; make clean)
	(cd seq; make clean)
	(cd y86-code; make clean)
	(cd ptest; make clean)

最后输入./psim -t -g ../y86-code/asum.yo可以看到如下截图：

教材学习中的问题和解决过程

问题1：P255的4.4题：根据下面的C代码，用Y86-64代码来实现一个递归求和函数rsum；

int Sum(int *Start,int Count)
{
    int sum = 0;
    while(Count)
    {
        sum+=*Start;
        Start++;
        Count--;
    }
    return sum;
}

问题1解决方案：先用linux下的gcc编译器将上面的代码编译成x86-64汇编代码如下：

Sum:
.LFB0:
	pushq	%rbp
	movq	%rsp, %rbp
	movq	%rdi, -24(%rbp)
	movl	%esi, -28(%rbp)
	movl	$0, -4(%rbp)
	jmp	.L2
.L3:
	movq	-24(%rbp), %rax
	movl	(%rax), %eax
	addl	%eax, -4(%rbp)
	addq	$4, -24(%rbp)
	subl	$1, -28(%rbp)
.L2:
	cmpl	$0, -28(%rbp)
	jne	.L3
	movl	-4(%rbp), %eax
	popq	%rbp
	ret

按照Y86-64规则改写上面代码：

Sum:
    xorq %rax,%rax
    andq %rsi,%rsi
    je      return
    pushq %rbx
    mrmovq (%rdi),%rbx
    irmovq $-1,%r10
    addq %r10,%rsi
    irmovq $8,%rdi
    call Sum
    addq %rbx,%rax
    popq %rbx
return:
	ret

代码托管

结对及互评

结对队友20155303

其他（感悟、思考等，可选）

这周学习了新的处理器环境，挺受用的，也理解了ISA是处理器设计者和编译器编写者的抽象层。

学习进度条

	代码行数（新增/累积）	博客量（新增/累积）	学习时间（新增/累积）
目标	5000行	15篇	400小时
第一周	177/177	1/1	10/10
第三周	308/485	2/2	12/22
第五周	277/762	2/4	10/32
第六周	567/1329	1/5	15/47
第七周	22/1351	1/6	10/57

尝试一下记录「计划学习时间」和「实际学习时间」，到期末看看能不能改进自己的计划能力。这个工作学习中很重要，也很有用。
耗时估计的公式
：Y=X+X/N ，Y=X-X/N，训练次数多了，X、Y就接近了。

参考：软件工程软件的估计为什么这么难，软件工程估计方法

计划学习时间:XX小时
实际学习时间:XX小时
改进情况：

(有空多看看现代软件工程课件
软件工程师能力自我评价表)