IA32的逻辑功能仿真实现

3 相关知识介绍··· 2

3.1 CPU虚拟化技术··· 2

3.2 VC++6.0及MFC介绍··· 3

3.3 动态连接库 DLL· 3

3.4 bochs介绍··· 3

3.4.1 BX_CPU_C的数据成员··· 4

3.4.2 BX_CPU_C 类对CPU工作流程的简易描述··· 5

3.4.3 基本内存系统··· 8

3.4.4 内存的访问··· 10

3.4.5 Bochs 时钟系统··· 10

4 具体移植实现··· 12

4.1虚拟实验平台统一的器件模型··· 12

4.2 CPU中可视化器件的设计··· 13

4.2.1 运算部件··· 13

4.2.2 寄存器组··· 13

4.3 CPU类的主要功能及实现方法··· 14

4.3.1 CPU核心功能采用调用bochs里的相关库来实现··· 14

4.3.2 修改cpu_loop· 14

4.3.3 修改插槽库stubs· 15

5 仿真效果··· 15

5.1 测试平台的外观··· 15

5.2 器件的显示··· 16

5.3 对器件引脚输入信号

fetchDecode()函数（指令译码）：

指令的结构用一个类指令结构bxInstruction_c 来表示，它的两个主要成员函数下：

void (BX_CPU_C::*ResolveModrm) (bxInstruction_c *) BX_CPP_AttrRegparmN(1);

     //获取指令的类型，类型是由bochs定义的

void (BX_CPU_C::*execute)(bxInstruction_c *);

     //指令对应的执行函数指针

基本指令放在一个数组中：

     static BxOpcodeInfo_t BxOpcodeInfo[512*2]

     第0~511项:       16bit mode

     第512~1023项:  32bit mode

     (其中包括了fpu，x86-64，3DNOW,SSE等指令入口)

boundaryFetch()函数（跨页边界取指）

void boundaryFetch(Bit8u *fetchPtr, unsigned remainingInPage, bxInstruction_c *i)因为指令跨页，不能将指令的首地址作为参数传给fetchDecode()/fetchDecode64()，因此设立临时变量fetchBuffer，用以保存在两页中取出的共15个字节，并将fetchBuffer作为译码的参数。指令的最大长度为15字节，但具体每条指令的长度是不定的，在本次取指过程中为了实现跨页移动了RIP，因此返回之前必须将其复原，函数返回以后，在cpu_loop()里面，会根据实际的指令长度移动RIP。

Bit32u dtranslate_linear(bx_address laddr, unsigned pl, unsigned rw)

Bit32u itranslate_linear(bx_address laddr, unsigned pl)

在translate_linear中，参数的意义分别是线性地址值，特权级别，当前操作的访问方式（读、写），操作类型（数据，指令），返回值是翻译后的物理地址。dtranslate_linear和itranslate_linear分别实现数据地址和指令地址的翻译，都是通过调用translate_linear实现的。

Bit32u用到的局部变量：

bx_address pte, pde, pdp, pml4; 分别表示页表项，页目录表项，页目录指针表项和PML4表项，这些表项分别包含了本次翻译的页，页表，页目录表，页目录指针表在内存中的基地址。

Bit32u pte_addr, pde_addr, pdp_addr, pml4_addr; 分别表示本次翻译中页表项，页目录表项，页目录指针表项以及PML4表项自身所在的绝对地址（物理地址）。

Bit32u ppf, poffset, paddress; 分别表示物理页框地址（物理页的基地址），页内偏移和经过翻译后的物理地址。

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