2013 HPDS 寒假訓練課程 Emulator(VM)

2013HPDS 寒假訓練課程Emulator(VM) Presenter: Hung-Fu Li

基本Emulator • 你知道如何配置記憶體 • 你會撰寫讀取某個檔案的程式 • 讀取一種格式進行某個特定行為 • Ex: XML Reader, 自定義的2進位格式

基本Emulator • Emulator:用軟體技術模擬硬體工作行為 • Ex: 模擬圖靈機(Tuning Machine)

基本Emulator • By the way: • 一個電腦用的語言，如果它可以模擬圖靈機，則它就是一個完整的程式語言

基本Emulator • 常見Emulator • 遊戲Emulator:

基本Emulator • 常見Emulator • Android Emulator-基於QEmu

HalfNes • 程式行為:讀取記憶體執行行為 • 中斷:在每個周期的開端，紀錄程式位置，記錄狀態，通知cpu讀取特定位置記憶體執行函式。中斷處理常式要自行加上rti, jsr, rts等返回指令

基本Emulator • 課本上的CPU行為 • 模擬器模擬行為 : Fetch Decode Exec Memory Access Write-back Ins=mem[PC] Switch (Ins) Call Handler Function

基本Emulator • 硬體流程 • 模擬器流程 Start Start Emu Load Bios Rom Read Configure, Load Bios File, Allocate Memory Power On Self Test Load Loader from MBR Load Loader from MBR Bootstrap Bootstrap

基本Emulator

MIPS • RISC(精簡指令集) • 位址對齊4byte • 32個整數暫存器 • 指令長度固定4byte • *格式簡單

MIPS • R type

MIPS • I Type

MIPS • J Type

延伸閱讀 • 檔案格式 • 執行檔是一組Opcode、資料、符號的檔案包。由作業系統Loader載入到一個記憶體區段後將指令暫存器移動到記憶體區段起始位置。 • 執行檔包括:檔頭, 區段描述表, 已解析符號表, 未解析符號表, 區段列, 已初始化資料區段, 未初始化資料區段

Homework • 定義API來將指令放到指令佇列，模擬fetch, decode與exec行為 • 詳細參數與功能參考http://en.wikipedia.org/wiki/MIPS_architecture • 產生一個具有迴圈的binary code檔案，讓模擬器讀檔，印出每一步(每次移動Program Counter)的每個暫存器狀態。 • 用Lex+yacc撰寫Assembler將文字的組合語言轉為binary code(不需要使用expr node)輸出到

2013 HPDS 寒假訓練課程 Emulator(VM)