计算机组成原理之MIPS指令系统和MIPS体系结构
来源:互联网 发布:数据安全案例 编辑:程序博客网 时间:2024/05/30 23:49
一.实验目的
(1)了解和熟悉指令级模拟器
(2)熟悉掌握MIPSsim模拟器的操作和使用方法
(3)熟悉MIPS指令系统及其特点,加深对MIPS指令操作语义的理解
(4)熟悉MIPS体系结构
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二. 实验内容和步骤
首先要阅读MIPSsim模拟器的使用方法,然后了解MIPSsim的指令系统。
(1)、启动MIPSsim。
(2)、选择“配置”->“流水方式”选项,使模拟器工作在非流水方式。
(3)、参照使用说明,熟悉MIPSsim模拟器的操作和使用方法。
(4)、选择“文件”->“载入程序”选项,加载样例程序 alltest.asm,然后查看“代码”窗口,查看程序所在的位置。
C:\users\Administrator\Desktop\计算机组成原理实验\MIPSsim\miosSIM模拟器\样例程序\alltest.s
(5)、查看“寄存器”窗口PC寄存器的值:[PC]= 0X00000000 。
(6)、执行load和store指令,步骤如下:
1)单步执行一条指令(F7)。
2)下一条指令地址为 0X00000004 ,是一条 有 (有,无)符号载入 字节(字节,半字,字)指令。
3)单步执行一条指令(F7)。
4)查看R1的值,[R1]= -128 十六进制-> 0XFFFFFFFFFFFFFF80 。
5)下一条指令地址为 0X00000008 ,是一条 无 (有,无)符号载入 (字节,半字,字)指令。
6)单步执行1条指令。
7)查看R1的值,[R1]= 128 十六进制-> 0X0000000000000080 。
8)下一条指令地址为 0X0000000C ,是一条 无 (有,无)符号载入 (字节,半字,字)指令。
9)单步执行1条指令。
10)查看R1的值,[R1]= 128 十六进制-> 0X0000000000000080 。
11)单步执行1条指令。
12)下一条指令地址为 0X00000014 ,是一条保存 (字节,半字,字)指令。
13)单步执行一条指令。
14)查看内存BUFFER处字的值,值为 0X00000080 。
(7)、执行算术运算类指令。步骤如下:
1)双击“寄存器”窗口中的R1,将其值修改为2。
2)双击“寄存器”窗口中的R2,将其值修改为3。
3)单步执行一条指令。
4)下一条指令地址为 0X00000020 ,是一条加法指令。
5)单步执行一条指令。
6)查看R3的值,[R3]= 5 。
7)下一条指令地址为 0X00000024 ,是一条乘法指令。
8)单步执行一条指令。
9)查看LO、HI的值,[LO]= 0X0000000000000006 ,[HI]= 0X0000000000000000
(8)、执行逻辑运算类指令。步骤如下:
1)双击“寄存器”窗口中的R1,将其值修改为0XFFFF0000。
2)双击“寄存器”窗口中的R2,将其值修改为0XFF00FF00。
3)单步执行一条指令。
4)下一条指令地址为 0X00000030 ,是一条逻辑与运算指令,第二个操作数寻址方式是(寄存器直接寻址,立即数寻址)。
5)单步执行一条指令。
6)查看R3的值,[R3]= 0X00000000FF000000 。
7)下一条指令地址为 0X00000034 ,是一条逻辑或指令,第二个操作数寻址方式是(寄存器直接寻址,立即数寻址)。
8)单步执行一条指令。
9)查看R3的值,[R3]= 0X0000000000000000 。
(9)、执行控制转移类指令。步骤如下:
1)双击“寄存器”窗口中R1,将其值修改为2。
2)双击“寄存器”窗口中R2,将其值修改为2。
3)单步执行一条指令。
4)下一条指令地址为 0X00000040 ,是一条BEQ指令,其测试条件是 两操作数相等 。
5) 单步执行1条指令。
6) 查看PC的值,[PC]= 0X0000004c ,表明分支 (成功,失败)。
7) 一条指令是一条BGEZ指令,其测试条件是 >=0 ,目标地址为 0X00000058 。
8) 单步执行1条指令。
9) 查看PC的值,[PC]= 0X00000058 ,表明分支 (成功,失败)。
10) 下一条指令是一条BGEZAL指令,其测试条件是 >=0 ,目标地址为 0X00000064 。
11) 单步执行1条指令。
12) 查看PC的值,[PC]= 0X00000064 ,表明分支 (成功,失败);查看R31的值,[R31]= 92 16进制-> 0X000000000000005c
13) 单步执行1条指令。
14)查看R1的值,[R1]= 116 0X0000000000000074 。
15)下一条指令地址为 0X00000068 ,是一条JALR指令,保存目标地址的寄存器为R1 ,保存返回地址的目标寄存器为R3。
16)单步执行1条指令。
17)查看PC和R3的值,[PC]= 0X00000074 ,[R3]= 108 0X000000000000006c 。
三、实验结果分析
四.实验总结
MIPSsim模拟器的基础操作以及使用方法;单步执行,程序的载入,以及配置方式中的流水;熟悉MIPS指令系统;加深对MIPS指令操作语义的理解;并对代码区,寄存器进行了剖析,但是对时钟周期内存这部分理解的还不是很清晰;在以后的实验中解决;思考了LB,字节,字,双字,以及无符号如何查看,以及buffer如何查看内容;然后通过对对代码区中的符号指令进行了自我学习;以及对ARM进行了很好的温习;认识LW,LB,LU,ADDU,ADDIU,SLL,MUL,BEQ,等简单的指令的含义进行了分析;但是仍然存在部分的寄存器值的变化未清楚其详细步骤;在接下来的继续环节中需要弄懂;
文档
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