lab0-环境

如果你不熟悉 Linux 的基本使用，请严格按照提示来配置实验环境。
如果使用了本文提示之外的 Linux 发行版或者同一发行版的不同版本，请自行解决可能出现的各种问题。

配置环境

安装 VMWare Workstation Pro

请 STFW。

下载 Ubuntu 22.04 镜像并安装

请 STFW。

建议安装清华源的 Ubuntu 22.04 镜像，点击这里下载。

提醒：安装完 Ubuntu 22.04 后，如果有如下图弹窗提示，请不要点击更新！请不要点击更新！请不要点击更新！

如果你对 Linux 命令行操作感到陌生，可以尝试看看这个入门介绍视频: 绿导师原谅你了：为什么要逼大家用 NOILinux

配置 Ubuntu 22.04 环境

sudo apt update
sudo apt-get install build-essential man gcc-doc gdb git libreadline-dev libsdl2-dev vim

初次运行 `liemu`

获取项目源码:

git clone https://gitee.com/wangyaoyong/liemu.git

如果你善于使用 git 维护自己的代码，那么建议先 fork 该仓库，然后再 clone 你自己的仓库。

liemu 使用 make 来构建项目，你可以在项目根目录下看到 Makefile 文件。

在项目根目录下，你可以使用以下命令：

make : 编译项目。
make run : 编译并运行项目。
make clean : 清理项目。
make gdb : 使用 gdb 调试项目。

编译项目:

cd liemu
make run

如果看到了以下输出，说明你的环境配置成功了：

(liemu)

尝试输入 help，你会看到所有内置命令的提示。

(liemu)help
help:	show this help info
q:      quit liemu
clear:	clear the screen
c:	    continue to execute next instructions
si:	    si [N], execute N steps
info:	info r/w [reg_name/watchpoint], show reg/watchpoint value
x:	    x addr, print mem value on addr
xx:	    x addr, print mem value in cache on addr
ls:	    enable listing instructions automaticlly
w:	    add a watch point
d:	    d watchpoint delete a watch point
hit:	show cache hit rate
trap:	trap [trap_num], trigger a trap
queue:	show trap queue

help : 显示帮助信息。
q : 退出 liemu。
clear : 清空屏幕。
c : 继续执行剩余指令。
si : 执行 N 条指令，例如 si 5 表示执行后续 5 条指令，如果不带参数，则默认执行 1 条指令。
info : 显示寄存器或监视点的值，例如 info r 显示所有寄存器的值，info r reg_1 reg_2 会显示对应名称的寄存器的值。info w 显示所有监视点的值。
x : 显示内存地址的值，例如 x 0x80000000 显示地址 0x80000000 的值。
xx : 显示缓存中的内存地址的值，例如 xx 0x80000000 显示地址 0x80000000 的值。LAB2 后才可使用。
ls : 打印当前指令附近的指令。
w : 添加一个监视点，例如 w 0x80000000 添加一个监视点到地址 0x80000000。
d : 删除一个监视点，例如 d 2 删除第 2 号监视点。
hit : 显示缓存命中率。LAB2 后才可使用。
trap : 触发一个异常，例如 trap 1 触发一个编号为 1 的异常。LAB4 后才可使用。
queue : 显示异常队列。LAB4 后才可使用。

RTFSC

这是必不可少的环节，不阅读源码，你将无法理解 LAB0 的任务，更无法完成后续的实验内容。这里完全不需要避讳使用 AI 来帮助你理解代码。当然，你至少应该知道从哪里开始阅读代码。

liemu 的源码都在 src 目录下，其中只有一个 cpp 文件，其余模块均采用头文件的形式。

任务

在初步阅读了代码之后，你需要完成一些任务，以检验你是否真的阅读了主要代码。

Task 0 简答题

回答言之有理即可，不要求过于详细。

大家都知道类和结构体的 this 指针，但是 liemu 中却使用了 self.cpu 这样的长得像 python 的写法，别担心，这仅仅是代码编写者的习惯。但是请问的是，这是如何做到的？
liemu 源码中多处使用到了 inline 关键词，请问 inline 都出现在了哪种情形中？为什么在那种情形中一定要使用 inline 关键词？
liemu 中多处使用了诸如 [](const Inst& inst, Machine& m) {...} 这样的写法，请问这是什么语法?

Task 1 完善 `cmd_info`

info 命令用于显示一些信息。

其中输入 info w 会打印所有监视点的信息。

而输入 info r 会打印所有寄存器的信息，如果你输入例如 info r a0 t1 sp 则会只打印这三个寄存器的信息。

现在的代码中， info w 的功能已经实现了，但是 info r 相关的功能还没有实现，此时输入该命令会触发 assert 使得程序停止运行。请你完善之。

你会在需要实现的位置看到

// LAB 0 todo
assert(0);

请删除 assert(0); 并实现 info r 的功能。

总结来说，那个相关的函数的参数是一个字符串的数组，其内容就是输入的命令的各个部分。例如，我输入了 info r a0，那么数组的内容就是 {"info", "r", "a0"}。如果参数只有 {"info", "r"}，那么就是打印所有寄存器的信息，否则就是打印指定寄存器的信息。打印寄存器信息的代码不需要实现，已经在某个位置实现了，你仅需要对应调用即可。

如果最终实现正确，那么输入 info r 会打印所有寄存器的信息，例如下面这样：

(liemu)info r
x0:	0x00000000	ra:	0x7ffffffc
sp:	0x83ffec00	gp:	0x0000abde
tp:	0x0000abde	t0:	0x0000abde
t1:	0x0000abde	t2:	0x0000abde
s0:	0x0000abde	s1:	0x0000abde
a0:	0x0000abde	a1:	0x0000abde
a2:	0x0000abde	a3:	0x0000abde
a4:	0x0000abde	a5:	0x0000abde
a6:	0x0000abde	a7:	0x0000abde
s2:	0x0000abde	s3:	0x0000abde
s4:	0x0000abde	s5:	0x0000abde
s6:	0x0000abde	s7:	0x0000abde
s8:	0x0000abde	s9:	0x0000abde
s10:0x0000abde	s11:0x0000abde
t3:	0x0000abde	t4:	0x0000abde
t5:	0x0000abde	t6:	0x0000abde
pc:	0x80000000
mtvec:
0x83fff000
mepc:
0x00000000
mcause:
0x00000000
mstatus:
0x00000008

输入 info r a0 t1 sp 会只打印这三个寄存器的信息，例如下面这样：

(liemu)info r a0 t1 sp
a0:	0x0000abde
t1:	0x0000abde
sp:	0x83ffdc00

提交

简答题请提交为一个文本文件，命名为 lab0-task0.md。如果你会使用 markdown，那么请使用 markdown 格式，否则就把它当作一个记事本txt文件来编写。
代码需要提交整个 src 目录。
请将以上文件打包为 lab0.tar.gz 并提交（如果你不知道如何打包成这样的格式，STFW）。
将 lab0.tar.gz 以附件的形式发送到指定的邮箱，其中邮件主题为 lab0-学号-姓名，例如 lab0-920106114514-丁真。

总的来说，在收到 lab0.tar.gz 之后，将解压缩，期望会得到一个名为 lab0 的目录，目录下有 lab0-task0.md 和 src 目录。

lab0
├── lab0-task0.md
└── src
    ├── Cache.hpp
    ├── common.hpp
    ├── CPU.hpp
    ├── Inst.hpp
    ├── Machine.hpp
    ├── main.cpp
    ├── Memory.hpp
    ├── sdb.hpp
    ├── Trap.hpp
    └── Watch.hpp

最后更新于1年前