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最新推荐文章于 2025-02-18 16:49:24 发布
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CC 4.0 BY-SA版权
分类专栏： skyeye 文章标签： delay branch user basic bbs
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/alloc7/article/details/7435875
本文深入解析CPU如何处理指令翻译过程中的细节，包括基本块创建、内存访问合法性检查、延迟槽指令处理及页尾、异常、跳转等结束符的处理方式。重点阐述了内存访问检查机制及其在指令翻译中的应用，以及如何确保指令执行的正确性和安全性。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

首先分析translate的主流程：translate_all

        int cur_pos = cpu->dyncom_engine->functions;
        vector<addr_t>::iterator i = cpu->dyncom_engine->startbb[cur_pos].begin();
        for(; i < cpu->dyncom_engine->startbb[cur_pos].end(); i++){

                create_basicblock(cpu, *i, cpu->dyncom_engine->cur_func, BB_TYPE_NORMAL);
                LOG("create bb 0x%x\n", *i);
                bbs ++;
        }
这里是创建基本块，这些基本块的信息已经由前面打tag的时候给标识好了。 

       BasicBlock* bb_dispatch = BasicBlock::Create(_CTX(), "dispatch", cpu->dyncom_engine->cur_func, 0);
        SwitchInst* sw;
        if(is_user_mode(cpu)){
                #ifdef OPT_LOCAL_REGISTERS
                Value *v_pc;
                /* Now only for arm platform */
                if(cpu->info.pc_index_in_gpr != -1)
                        v_pc = arch_get_reg(cpu, cpu->info.pc_index_in_gpr, 32, bb_dispatch);
                else
                        v_pc = new LoadInst(cpu->ptr_PHYS_PC, "", false, bb_dispatch);

#else
                Value *v_pc = new LoadInst(cpu->ptr_PHYS_PC, "", false, bb_dispatch);
#endif
                sw = SwitchInst::Create(v_pc, bb_ret, bbs, bb_dispatch);
        } else {
                BasicBlock* bb_real_dispatch = BasicBlock::Create(_CTX(), "real_dispatch", cpu->dyncom_engine->cur_func, 0);
                LoadInst* v_icount = new LoadInst(cpu->ptr_ICOUNTER, "", false, bb_dispatch);
                LoadInst* v_old_icount = new LoadInst(cpu->ptr_OLD_ICOUNTER, "", false, bb_dispatch);
                Value *cycles = BinaryOperator::Create(Instruction::Sub, v_icount, v_old_icount, "", bb_dispatch);
                Value *gout = new ICmpInst(*bb_dispatch, ICmpInst::ICMP_UGT, cycles, CONST(TIMEOUT_THRESHOLD), "");
                BranchInst::Create(bb_timeout, bb_real_dispatch, gout, bb_dispatch);
                // create dispatch basicblock
                Value *v_pc = new LoadInst(cpu->ptr_PHYS_PC, "", false, bb_real_dispatch);
                sw = SwitchInst::Create(v_pc, bb_ret, bbs, bb_real_dispatch);
        }
创建一个dispatch基本块，当基本块碰到未知块时就跳到这里进行分发。在系统模拟中增加了超时处理，也就是当执行的指令超过某个阀值的时候就进入超时处理，否则进入正常的分发。这样做的目的是防止指令执行时间过长，没有时间检查外设中断活动等。

在正常的分发中，会根据当前pc进行分发。接下来将对每个基本块进行翻译。

                or_tag(cpu, pc, TAG_TRANSLATED);

                LOG("basicblock: L%08llx\n", (unsigned long long)pc);

                // Add dispatch switch case for basic block.
                ConstantInt* c = ConstantInt::get(getIntegerType(cpu->info.address_size), pc);
                sw->addCase(c, cur_bb);
将pc对应的tag标识为已经翻译，将对应的case加到switch中去。 

                        cpu->f.tag_instr(cpu, pc, &dummy1, &new_pc, &next_pc);

                        /* get target basic block */
                        if (tag & TAG_RET)
                                bb_target = bb_dispatch;
                        if (tag & (TAG_CALL|TAG_BRANCH|TAG_POSTCOND)) {
                                if (new_pc == NEW_PC_NONE) /* translate_instr() will set PC */
                                        bb_target = bb_dispatch;
                                else {
                                        bb_target = (BasicBlock*)lookup_basicblock(cpu, cpu->dyncom_engine->cur_func, new_pc, bb_ret, BB_TYPE_NORMAL);
                                        /* Avoid dead loop in a process */
                                        if(!is_user_mode(cpu)){
                                                dummy1 = get_tag(cpu, new_pc);
                                                if (dummy1 & TAG_TRANSLATED)
                                                        bb_target = bb_dispatch;
                                        }
                                }
                        }

获取pc的tag信息，如果是返回指令，将bb_target设置为dispatch块，通过它最终跳转至最外面的ret块。如果是转移指令并且新的跳转地址未知，那么target设置为分发，由dispatch决定去哪。否则找到那个目标块，如果是已经翻译过的，就直接进入到dispatch，防止再次进入翻译。 

                        if(is_user_mode(cpu)){
                                if (tag & (TAG_CONDITIONAL | TAG_POSTCOND | TAG_LAST_INST ))
                                                bb_next = (BasicBlock*)lookup_basicblock(cpu, cpu->dyncom_engine->cur_func, next_pc, bb_ret, BB_TYPE_NORMAL);
                        }
                        else{
                                if (tag & (TAG_CONDITIONAL | TAG_POSTCOND | TAG_LAST_INST | (TAG_MEMORY)))
                                                bb_next = (BasicBlock*)lookup_basicblock(cpu, cpu->dyncom_engine->cur_func, next_pc, bb_ret, BB_TYPE_NORMAL);
                        }
对应条件执行等，意味着这个块要结束了，那么接下来的就是一个新的块。

                       if(save_pc_for_all_insn(cpu)){
                                emit_store_pc(cpu, cur_bb, pc);
                        }
                        else{
                                if(!(tag & TAG_CONTINUE))
                                        //update pc
                                        emit_store_pc(cpu, cur_bb, pc);
                        }
这里根据需要设置pc值。这里也存在两种策略，一种是”实时“更新，这个会影响性能，一般debug的使用，更多的是根据需要再更新pc值，如根据pc偏移访问数据等。 

#if ENABLE_ICOUNTER
                        arch_inc_icounter(cpu, cur_bb);
#endif
// Only for debug all the execution instructions
#if ENABLE_DEBUG_ME
                        cur_bb = arch_debug_me(cpu, cur_bb, bb_trap);
#endif
在使能执行指令计数的情况下增加，已经调试功能。然后调用translate_instr，对指令进行翻译。   
     if (tag & TAG_CONDITIONAL)
                bb_cond = create_basicblock(cpu, pc, cpu->dyncom_engine->cur_func, BB_TYPE_COND);
        if ((tag & TAG_DELAY_SLOT) && (tag & TAG_CONDITIONAL))
                bb_delay = create_basicblock(cpu, pc, cpu->dyncom_engine->cur_func, BB_TYPE_DELAY);
首先根据是否是条件执行创建一个条件块，即条件成立的时候进入执行。类似的创建延迟槽块。 

        if (tag & TAG_DELAY_SLOT) {
                if (tag & TAG_CONDITIONAL) {    
                        addr_t delay_pc;
                        // cur_bb:  if (cond) goto b_cond; else goto bb_delay;
                        Value *c = cpu->f.translate_cond(cpu, pc, cur_bb);
                        if((tag & TAG_END_PAGE) && !is_user_mode(cpu)){
                                emit_store_pc_cond(cpu, tag, c, cur_bb, next_pc);
                                BranchInst::Create(bb_cond, bb_ret, c, cur_bb);
                        }
                        else
                                BranchInst::Create(bb_cond, bb_delay, c, cur_bb);
                        // bb_cond: instr; delay; goto bb_target;
                        pc += cpu->f.translate_instr(cpu, pc, bb_cond);
                        delay_pc = pc;
                        cpu->f.translate_instr(cpu, pc, bb_cond);
                        BranchInst::Create(bb_target, bb_cond);
                        // bb_cond: delay; goto bb_next;
                        cpu->f.translate_instr(cpu, delay_pc, bb_delay);
                        BranchInst::Create(bb_next, bb_delay);
                } else {
                        // cur_bb:  instr; delay; goto bb_target;
                        pc += cpu->f.translate_instr(cpu, pc, cur_bb);
                        cpu->f.translate_instr(cpu, pc, cur_bb);
                        BranchInst::Create(bb_target, cur_bb);
                }
                return NULL; /* don't link */
        }
这里对延迟槽指令进行了特殊处理，delay_slot 的意思是该指令紧挨着的指令也必须一起执行，这个跟一般的指令执行是不一样的。如果是条件执行延迟槽指令的话，先翻译条件，然后根据条件进行跳转。如果条件成立，将跳转至条件块，否则跳至延迟槽块（即延迟槽指令的下一条指令）。条件块中，主要是翻译延迟槽指令和接下来的那条指令，然后跳转。延迟槽块中的翻译延迟槽接下来的那条指令，然后跳转到在下一条。注意这里翻译条件块是跳转的地址是target，应该针对的是跳转这种情况，其实在mips中间还有ld，st延迟槽，这里好像是没有考虑这个情况？另外如果延迟槽指令是一个跳转指令，如果翻译的时候跳转就发生了，那么延迟槽之后的那条指令不是得不到执行了？这样的话跟延迟槽的语义是不一致的，这也是一个疑问。如果不是条件延迟槽的话，直接翻译延迟槽指令和接下来的那条指令即可。 

        if (tag & TAG_CONDITIONAL) {
                // cur_bb:  if (cond) goto b_cond; else goto bb_next;
                Value *c = cpu->f.translate_cond(cpu, pc, cur_bb);
                if((tag & TAG_END_PAGE) && !is_user_mode(cpu)){
                        emit_store_pc_cond(cpu, tag, c, cur_bb, next_pc);
                        BranchInst::Create(bb_cond, bb_ret, c, cur_bb);
                }
                else{
                        if (tag & TAG_BEFORE_SYSCALL){
                                emit_store_pc(cpu, cur_bb, next_pc);
                                BranchInst::Create(bb_cond, bb_trap, c, cur_bb);
                        }
                        else
                                BranchInst::Create(bb_cond, bb_next, c, cur_bb);
                }
                cur_bb = bb_cond;
        }
对于条件执行指令，首先要翻译条件，对于一个页尾的指令，我们需要更新pc，然后就是需要返回，这个跟skyeye的内存管理有关系，skyeye是按照页的大小来翻译的，所以碰到页尾，就不再继续了。 

       if ((tag & TAG_MEMORY) && !is_user_mode(cpu)) { //&& !(tag & TAG_BRANCH)) {
                #if 0
                uint32_t instr;
                bus_read(32, pc, &instr);
                cur_bb = arch_check_mm(cpu, instr, cur_bb, bb_next, bb_trap);
                #endif
                cpu->dyncom_engine->bb_trap = bb_trap;
        }
对于内存访问的情况，我们将主函数的trap块告诉cpu->dyncom_engine->bb_trap，这样在接下来的翻译过程中如果出现内存访问异常等问题，可以跳转到主函数的异常块。参考代码如下： 

BasicBlock *    arch_check_mm(cpu_t *cpu, BasicBlock *bb, Value* addr, int count, int read, BasicBlock *exit_bb)
{       
        if(is_user_mode(cpu)){
                cpu->dyncom_engine->bb_load_store = bb;
                return bb;
        }
        #if 1
        if (cpu->dyncom_engine->ptr_func_check_mm == NULL) {
                printf("No check mm\n");
                return bb;
        }
        #endif
        if(count == 0){
                printf("count=0\n");
                abort();        
                exit(-1);
        }       
        Type const *intptr_type = cpu->dyncom_engine->exec_engine->getTargetData()->getIntPtrType(_CTX());
        Constant *v_cpu = ConstantInt::get(intptr_type, (uintptr_t)cpu);
        Value *v_cpu_ptr = ConstantExpr::getIntToPtr(v_cpu, PointerType::getUnqual(intptr_type));
        std::vector<Value *> params;
        params.push_back(v_cpu_ptr);
        params.push_back(addr);
        params.push_back(CONST(count));
        params.push_back(CONST(read));
        // XXX synchronize cpu context!
        Value *exit_val = CallInst::Create(cpu->dyncom_engine->ptr_func_check_mm, params.begin(), params.end(), "", bb);
//    return bb;
        Value *cond = ICMP_EQ(exit_val, CONST(0));
        BasicBlock *load_store_bb = BasicBlock::Create(_CTX(), "load_store", cpu->dyncom_engine->cur_func, 0);
        cpu->dyncom_engine->bb_load_store = load_store_bb;
        arch_branch(1, load_store_bb, exit_bb, cond, bb);

        return load_store_bb;

}
这个函数在访问内存操作的指令的翻译中会调用这个对内存访问合法性进行检查。该函数主要是调用check_mm对地址合法性进行检查，然后根据函数返回值，决定到底是跳到执行该指令还是转到异常处理。这里的exit_bb就是前面那个bb_trap。

cpu->f.translate_instr(cpu, pc, cur_bb);

这个将执行具体指令的翻译工作。

        if ((tag & TAG_MEMORY) && !is_user_mode(cpu)) { //&& !(tag & TAG_BRANCH)) {
                #if 0
                uint32_t instr;
                bus_read(32, pc, &instr);
                cur_bb = arch_check_mm(cpu, instr, cur_bb, bb_next, bb_trap);
                #endif
                cur_bb = cpu->dyncom_engine->bb_load_store;
        }
如果是内存访问指令，前面的函数分析当中在检查内存函数里面创建了一个新的基本块，也就是正常访问的块。然后接下来真正的翻译工作将在这个块进行（可以参考ld，st指令的翻译）。这里其实从概念上来说还可以进一步拆成两个basic_block，一个是正常的访问指令，另一个是这条指令之后的那些指令组成一个基本块。当然也可以将后面的那个基本块的指令直接加在正常访问块之后。 

       if ((tag & TAG_NEED_PC) && !is_user_mode(cpu)) {
                BasicBlock *bb = cur_bb;
                Value *vpc = new LoadInst(cpu->ptr_PC, "", false, bb);
                new StoreInst(ADD(vpc, CONST(instr_length)), cpu->ptr_PC, bb);
        }
如果需要更新pc指令，那个就更新pc 

        if (tag & TAG_POSTCOND) {
                Value *c = cpu->f.translate_cond(cpu, pc, cur_bb);
                BranchInst::Create(bb_target, bb_next, c, cur_bb);
        }
对postcond进行处理。 

        if ((tag & (TAG_END_PAGE | TAG_EXCEPTION)) && !is_user_mode(cpu))
                BranchInst::Create(bb_ret, cur_bb);
        else if (tag & (TAG_BRANCH | TAG_CALL | TAG_RET))
                BranchInst::Create(bb_target, cur_bb);
        else if (tag & TAG_TRAP)
                BranchInst::Create(bb_trap, cur_bb);
        else if (tag & TAG_CONDITIONAL) {/* Add terminator instruction 'br' for conditional instruction */
                BranchInst::Create(bb_next, cur_bb);
        }
这个是对于结束符的处理，决定跳转到那个基本块。如果是页尾或者异常，我们就跳转到ret，结束整个执行；如果是跳转指令，那么就转到目的基本块；如果异常，就去到异常块；如果是条件执行，那么就接着往下走。 

        if (tag & TAG_CONTINUE)
                return cur_bb;
        else
                return NULL;
如果是连续执行的返回当前基本块，如过不是返回NULL。如果是返回值不是NULL，则说明还没有到结束符，上面会进行进行翻译，否则意味着碰到了结束符，一个基本块的翻译就完成了。


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MATLAB-Appdesigner中的文本区域输出方式 首先创建文本区域，从左侧组件库将“文本区域”拖拽到设计视图中，该视图在组件浏览器里的名称为“DIstanceTextArea”， 然后首先建立一个回调函数，假设在计算过程中出现一个变量“SPEED”，希望将“SPEED”字符串输出，可以在回调函数内输入 app.DIstanceTextArea.Value = SPEED; %输出字符串 如果希望输出变量“speed”变量所对应的数值；可以回调函数内输入 app.DIstanceTextArea
如何同时使AD中PCB各元器件的字符符号居中的方法
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qq_38331102的博客
04-20 2万+
1.首先打开一个PCB工程图12.在已经画好的PCB图中选择一个字符符号图2选择方法有以下几种：（1）直接鼠标选中，如图2中C16                                （2）shift+f会出现十字，然后点击字符，如图中C163.选中后右击鼠标，出现查找相似对象选型，注：shift+f会直接出现查找相似对象的窗口图34.点击查找相似对象，出现下面对话框图45.更改Obje...
Altium原理图和PCB缩放平移卡顿
12-08
用Altium Designer 9.4或者AD13.3.4画原理图，缩放和平移都十分卡顿，一个操作等5~10秒才反应。 以为是显卡驱动问题，重装了显卡驱动还是一样。后来发现将原理图的导航栏 Navigation关掉就好了，然后也进入PCB编辑...
AD制作原理图新元件
c1278943913的博客
07-08 1万+
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AD18绘制STM32最小系统原理图
MSY的博客
11-07 4152
文章目录软件准备STM32最小系统电路图1、查找STM32最小系统原理图样式2、新建工程3、添加元件 软件准备 Altium_Designer_Beta_18.1.7已安装好。 STM32最小系统电路图 1、查找STM32最小系统原理图样式 进入浏览器，搜索该网址https://www.st.com/content/st_com/en.html进入后，选择查看产品，点击上方选择栏，点击选择3×3的图标 然后选择”Microcontrollers & Microprocessors” 再次点击选择
ad10 汉子问题，乱码
11-10
AD的PCB无法放置汉字，通过软件设置即可解决这个问题，绝对有用，很方便，希望能帮到大家！
AD18关于原理图你要知道的事情
qq_41546863的博客
06-29 1万+
原理图的绘制 .原理图的设置，前面是有提到过的，在标准情况下，尽量选择小的纸画足够大的图。详情参阅AD18概述6.② .原理图格点设置 前面提到过，现在在叙述一下，在视图选项卡栅格下面点击切换可视栅格，可以实现不能连接栅格重新连接，也可以设置软件，也可以直接切换到可视栅格进行连接，在连接回去，捕捉栅格一般默认为5mil的倍数。马上给说明。 这种情况连接不上，只能通过调整栅格参数，设置切换电气栅...
AD16的小白级入门（1）原理图部分
m0_49631527的博客
09-29 6515
AD的入门（1） 广西●河池学院 广西高校重点实验室培训基地 系统控制与信息处理重点实验室 本篇博客来自河池学院:智控无人机小组
AD常用设置
qq_38164660的博客
11-12 286
如何在AD10生成的PCB板上添加汉字
weixin_37602477的博客
02-03 2万+
例如下图： 方法如下： 1、 打PCB 板工程,输入快捷键 L,出现如何界面: 进入视图选项(View options)     勾选 “转化特殊串”  点应用->确定.     2 输入快捷键P -> S   3\ 进入设置选项   4\选重 true type ,进入字体设置。如图输入设置好点确定键及ok.
Altium design 的smart pdf 打印不出汉字来。
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03-23 6775
（1）可以观看原理图中给出的汉字标注的属性，可知默认是times new roman的西方字符格式，在对话框的“字符集”下显示“西方”。如下图的字体对话框（双击原理图中的字体标注，点击front的change按钮即可调出）。
AD17在丝印层添加汉字
qq_45138815的博客
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文章目录前言一、如何添加1.1.选择top overlay1.2.工具栏选择字符串1.3放置字符串文本1.4 选择trueType总结 前言 有时候我们需要在丝印层添加汉字，来备注或者其他用用途。 一、如何添加 1.1.选择top overlay 就是我们的丝印层 1.2.工具栏选择字符串 1.3放置字符串文本 放置字符串文本，然后双击 1.4 选择trueType 选择trueType之后就可以选择我们喜欢的字体，然后Height可以决定字体大小，然后在属性里面就可以添加我们的内容了。 总结.
Altium Designer 自定义图框，标题栏
u010930036的博客
09-15 4554
使用方法：创建原理图，打开右侧Properties菜单，在模板下选出现的A2,点击确定，开始使用图框，SCHDOC。用AD画图，竟然不会画图框，标题栏，用驯服不了的工具，设计未来的产品..................图纸坐标0，0开始 ，2）AD24。6》另存文件为：A2.SCHDOT模板文件，拷贝A2.SCHDOT文件到AD模板文件夹内。5》点击右侧Properties菜单，调整定制图纸尺寸，让图纸覆盖全部网格。4》更改比例至图纸大小，A2=594*420，关注尺寸，随后要用。至此模板文件创建完毕！
AD换层快捷键
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03-08
<think>嗯，用户问的是AD软件中换层的快捷键。首先，我需要确定AD指的是哪个软件。通常，AD可能指Altium Designer，这是一款常用的电子设计自动化软件，用于电路板设计。所以用户可能是在使用Altium Designer时想要快速切换层，提高工作效率。 接下来，我需要回忆或查找Altium Designer中关于层切换的快捷键。根据之前的知识，Altium Designer中确实有一些快捷键用于切换不同的层。比如，小键盘的数字键可能对应不同的层，例如1是Top Layer，2是Mid Layer 1，依此类推。不过，不同版本可能会有些差异，所以需要确认这一点是否正确。 另外，用户可能还不太清楚如何自定义这些快捷键，或者是否有其他方式快速换层。比如，使用快捷键L调出层设置面板，或者通过Preferences设置自定义快捷键。这可能是用户潜在的需求，想要更灵活地调整快捷键以适应自己的习惯。 还要考虑用户可能的操作环境，比如是否在使用英文版软件，或者是否有安装不同版本的Altium Designer，因为不同版本快捷键可能不同。此外，用户可能对层的概念不太熟悉，比如信号层、电源层、丝印层等，是否需要简要解释这些层的用途，以帮助用户更好地理解换层的意义。 另外，是否有其他相关功能，比如切换层的同时切换走线层，或者如何在多层板中快速跳转，这些也可能是用户需要的信息。比如在布线时按数字键切换层并自动添加过孔，这样的操作是否可行，需要确认正确性。 总结一下，回答需要包括： 1. 常用默认快捷键，如小键盘数字键对应各层。 2. 如何通过快捷键L打开层设置面板。 3. 自定义快捷键的方法。 4. 可能需要注意的版本差异或操作细节。 5. 简要说明层的类型和用途，帮助用户理解为何需要换层。 需要确保信息准确，避免错误，比如Altium Designer是否真的使用小键盘数字键作为默认切换层的快捷键。可能需要查阅官方文档或可靠来源确认。此外，提醒用户如果快捷键不起作用，可能需要检查键盘设置或软件版本，确保兼容性。 最后，组织回答时要结构清晰，分点说明，便于用户理解。如果有不确定的地方，建议用户参考软件帮助文档或官方资源，以确保信息的正确性。</think>在 Altium Designer（AD）中，**换层快捷键**是提高 PCB 设计效率的重要工具。以下是常用操作说明： --- ### 一、默认快捷键 1. **小键盘数字键** - 按下数字键 **1~6** 可快速切换至对应信号层（例如：1=Top Layer，2=Mid Layer 1，依此类推）。 - **+/- 键**：切换至下一层/上一层（需开启小键盘的 Num Lock）。 2. **信号层与平面层切换** - **Shift+Ctrl+鼠标滚轮**：按住后滚动滚轮可快速切换层（需按住快捷键）。 3. **特殊层快捷键** - **L**：打开层设置面板（快速启用/禁用层显示）。 - **Ctrl+Shift+G**：切换到丝印层（Top Overlay）。 - **Ctrl+Shift+M**：切换到阻焊层（Top Solder Mask）。 --- ### 二、自定义快捷键 1. 通过 **Preferences > PCB Editor > Shortcuts** 修改快捷键。 2. 搜索功能关键词（如 `Layer Next`、`Layer Previous`）绑定自定义按键。 --- ### 三、实用技巧 1. **布线时自动换层**： 布线过程中按下对应层数字键，软件会自动添加过孔并切换至目标层。 2. **层高亮显示**： 按 **Shift+S** 进入单层模式，按层数字键可快速高亮特定层。 --- ### 四、注意事项 - 不同版本快捷键可能略有差异，建议通过 **Help > Shortcuts** 确认当前版本设置。 - 若快捷键失效，检查键盘输入法或软件冲突。 如果需要更详细的层管理（如创建/删除层），可通过 **Design > Layer Stack Manager** 操作。
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