基础知识补充

• assertion 断言: 验证程序的假设或条件, 提前捕捉到潜在的逻辑错误或不一致性.
  调用 assert(0) 会导致程序中断，提示开发者有错误发生。
• Backus-Naur form (BNF): <symbol> ::= __expression1__ , 其中__expression1__ 可以为<sel1>|<sel2>这样
  
• in utils/state.c: NEMUState nemu_state = { .state = NEMU_STOP}
• 没有return的函数? 'falling off the end' reaching the terminating right brace

NEMU and RTL design: 在src/isa/$ISA/inst.c中看如何一一对应
IFU = inst_fetch(&s->snpc,4) 取指
IDU = decode_exec(s) 解码
EXU = also in decode_exec(s), e.g. R(rd) = s->pc + imm where R(i) = gpr(i) 执行,读取与写入寄存器和内存
更新PC

退出的错误

Runtime Error: 如果返回值非 0 则表示命令执行出现错误。因此在命令正常退出 (如收到 q 命令后) 应当返回 0。一个不合适的方法是直接 exit 退出。合适的方式是正确地设置 nemu_state——直接退出可能导致部分逻辑未被执行。
NEMU初始化后调用engine_start in src/engine/interpreter/init.c, 退出于is_status_exit_bad in src/utils/state.c. 退出值描述: 正确的退出 = (NEMU_STOP)程序完成 | (NEMU_QUIT)cmd_q退出.
退出的错误是因为: cmd_q没有修改state直接返回(-1),使程序强制退出于错误的状态.

简易调试器(sdb)

命令	格式	使用举例	说明
帮助(1)	help	help	打印命令的帮助信息
继续运行(1)	c	c	继续运行被暂停的程序
退出(1)	q	q	退出NEMU
单步执行	si [N]	si 10	让程序单步执行 N 条指令后暂停执行，当 N 没有给出时，缺省为 1
打印程序状态	info SUBCMD	info r	打印寄存器状态
		info w	打印监视点信息
扫描内存(2)	x N EXPR	x 10 $esp	求出表达式 EXPR 的值，将结果作为起始内存地址，以十六进制形式输出连续 N 个4字节
表达式求值	p EXPR	p $eax + 1	求出表达式 EXPR 的值，EXPR 支持的运算请见调试中的表达式求值小节
设置监视点	w EXPR	w *0x2000	当表达式 EXPR 的值发生变化时，暂停程序执行
删除监视点	d N	d 2	删除序号为 N 的监视点

基础功能

• 单步执行：调用cpu.c中现有函数 exec_once(&s,cpu.pc)in execute(-1)
• 打印寄存器：src/isa/$ISA/reg.c中void isa_reg_display(void);
• 扫描内存：vaddr_read()和vaddr_write() (在nemu/src/memory/vaddr.c中定义)来访问模拟的内存. vaddr_read()->paddr_read()->pmem_read()->host_read() in include/memory/host.h

表达式求值

正则表达式

形如/定位符 (匹配的字符) 定位符或限定符/修饰符. 包括了

• 普通字符: a-z 0-9 .=[^\n\r] \w=[A-Za-z0-9_] \d=[0-9]

• 非打印字符: 换行符\n 制表符\t 任何空白字符\s 任何非空白字符\S

• 限定符:

  限定符	功能
  *	匹配前面的子表达式>=0次
  +	匹配前面的子表达式>=1次
  ?	匹配前面的子表达式0/1次
  {n}	匹配前面的子表达式n次
  {n,}	匹配前面的子表达式至少n次
  {n,m}	匹配前面的子表达式[n,m]次

  * 和 + 会尽可能多的匹配文字,在它们的后面加上一个 ? 可以实现最小匹配

• 定位符: 字符串开始^ 字符串结束$ 单词前/后边界\b 非单词边界\B
  限定符与定位符不能一起使用

• 选择: 用() 表示捕获分组,用 | 分隔相邻的选择项,相关匹配被存到缓存区
  例如,

  var str = "https://www.runoob.com:80/html/html-tutorial.html";
  var patt1 = /(\w+):\/\/([^/:]+)(:\d*)?([^# ]*)/;
  arr = str.match(patt1);
  for (var i = 0; i < arr.length ; i++) {
    document.write(arr[i]);
    document.write("<br>");
    }
  

  分别得到https, www.runoob.com, :80, /html/html-tutorial.htm

• 修饰符: 位于表达式之外,形如/pattern/flags

  修饰符	功能
  i	ignore 大小写
  g	global 全局
  m	multi-line ^ $ 匹配每一行(而非字符串)的开头和结尾
  s	.包含 \n

• 特殊字符需要转义

思路

• 预先编译规则: init_regex()
  int regcomp (regex_t *preg, const char *regex, int cflags) compile a regular expression into a form for regexec() to search. preg pointer to a pattern buffer storage area; regex pointer to string?; cflags type of compilation

• 识别token: make_token()
  int regexec (const regex_t *preg, const char *string, size_t nmatch, regmatch_t pmatch[], int eflags) match string against precompiled pattern buffer preg
  如果regexec识别到, 就存入tokens[wpr]结构体中
  运算符存储type, 数字存储str和type

  如果修改结构体中的str为int是不是更好?在读入时就识别数字和括号的深度存入

  特殊处理: 如果读入的token放不下怎么办?return -1;

• divide and conquer 分治法: 长表达式 = 递归(短表达式)
  eval() + check_parentheses()

  括号匹配:

  1. 预先用Stack处理,记录括号编号于结构体中
  2. Balanced Substring Checks (缺点:每次都要遍历)
  3. Segment Tree or Binary Indexed Tree

  注意同级运算符的顺序: 从右至左

1. 为什么要使用无符号类型? (建议二周目思考) 我们在表达式求值中约定, 所有运算都是无符号运算. 你知道为什么要这样约定吗? 如果进行有符号运算, 有可能会发生什么问题?
   表达式求值递归的每一次计算都是无符号运算; 应该把测试样例生成的数至少一部分设成unsigned类型, 否则测试样例只有最终一次求值是无符号数: 例如, 正确的结果为16/(-8) = 16/(2^32-8) = 0, 错误的结果为16/(-8) = -2 = 2^32-2;
2. division by zero?
   除零会有warning; 在运行生成的程序时加入-Wall -Werror将warning转为error,程序运行出现error后退出不会输出这一行

长表达式结果不对?
分割测试(实际上也不会出现这么长的)

监视点

• break point: program specific, stop on a specific statement (function, line, value)
  b main b 2 b 8 if i==500

• watch point: field specific, stop when the triggering variable is accessed
  awatch var
awatch for read/write, rwatch for read, watch for write
  info breakpoints shows both breakpoints and watchpoints

池是什么?事先创建对象保存在列表中,即取即用,用完归还,最后统一释放
监视点池存储所有监视点,链表分别接上used和free的监视点结构

需要完成的内容:

• WP* new_wp void free_wp(WP* wp) 即singly linked list
• cmd_w in sdb.c 读取表达式等内容写入new_wp()取用的WP结构体
• trace_and_difftest in cpu_exec.c扫描head链表,求值;如果值变化, state=NEMU_STOP
• info_w打印head链表
• d NO遍历head找到NO对应的WP, 调用free_wp(WP* wp)