實(shí)驗(yàn)1MIPS指令系統(tǒng)和MIPS體系結(jié)構(gòu)

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1、實(shí)驗(yàn)1MIPS指令系統(tǒng)和MIPS體系結(jié)構(gòu)092854趙亞明1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解和熟悉指令級(jí)模擬器；(2)熟練掌握MIPSsim模擬器的操作和使用方法；(3)熟悉MIPS指令系統(tǒng)及其特點(diǎn)，加深對(duì)MIPS指令操作語義的理解；(4)熟悉MIPS體系結(jié)構(gòu)。2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容首先要閱讀MIPSsim模擬器的使用方法，然后了解MIPSsim的指令系統(tǒng)和匯編語言。（1）啟動(dòng)MIPSsim（用鼠標(biāo)雙擊MIPSsim.exe）。（2）選擇“配置”->“流水方式”選項(xiàng)，使模擬器工作在非流水方式。（3）參照使用說明，熟悉MIPSsim模擬器的操作和使用方法?？梢韵容d入一個(gè)樣例程序（在本模擬器所在

2、的文件夾下的“樣例程序”文件夾中），然后分別以單步執(zhí)行一條指令、執(zhí)行多條指令、連續(xù)執(zhí)行、設(shè)置斷點(diǎn)等的方式運(yùn)行程序，觀察程序的執(zhí)行情況，觀察CPU中寄存器和存儲(chǔ)器的內(nèi)容的變化。（4）選擇“文件”->“載入程序”選項(xiàng)，加載樣例程序alltest.asm，然后查看“代碼”窗口，查看程序所在的位置（起始地址為0x00000100）。（5）查看“寄存器”窗口PC寄存器的值：[PC]=0X00。（6）執(zhí)行l(wèi)oad和store指令，步驟如下：1）單步執(zhí)行一條指令（F7）。2）下一條指令地址為=0X04，是一條有（有，無）符號(hào)載入字節(jié)（字節(jié)，半字，字）指令。3）單步執(zhí)行一條指令（F5）

3、。4）查看R1的值，[R1]=0XFFFFFFFFFFFFFF80。5）下一條指令地址為0x00000008，是一條有（有，無）符號(hào)載入字（字節(jié)，半字，字）指令。6）單步執(zhí)行1條指令。7）查看R1的值，[R1]=0X80。8）下一條指令地址為，是一條無（有，無）符號(hào)載入字節(jié)（字節(jié)，半字，字）指令。9）單步執(zhí)行1條指令。10）查看R1的值，[R1]=0X80。11）單步執(zhí)行1條指令。12）下一條指令地址為0X14，是一條保存字（字節(jié)，半字，字）指令。13）單步執(zhí)行一條指令（F5）。14）查看內(nèi)存BUFFER處字的值，值為0X80。（7）執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算類指令。步驟如下：1)雙

4、擊“寄存器”窗口中的R1，將其值修改為2。2)雙擊“寄存器”窗口中的R2，將其值修改為3。3)單步執(zhí)行一條指令。4)下一條指令地址為0x＿20＿＿＿，是一條加法指令。5)單步執(zhí)行一條指令。6)查看R3的值，[R3]=0x＿＿＿05＿。7)下一條指令地址為0x＿＿24＿＿，是一條乘法指令。8)單步執(zhí)行一條指令。9)查看LO、HI的值，[LO]=0x0000000000000006，[HI]=0x0000000000000000。（8）執(zhí)行邏輯運(yùn)算類指令。步驟如下：1）雙擊“寄存器”窗口中的R1，將其值修改為0XFFFF0000。2）雙擊“寄存器”窗口中的R1，將其值修改為

5、0XFFFF0000。3）單步執(zhí)行一條指令。4）下一條指令地址為0x＿＿30＿＿，是一條邏輯與運(yùn)算指令，第二個(gè)操作數(shù)尋址方式是＿＿寄存器直接尋址＿＿＿（寄存器直接尋址，立即數(shù)尋址）。5）單步執(zhí)行一條指令。6）查看R3的值，[R3]=0xFF000000＿＿＿＿。7）下一條指令地址為0x＿34＿＿＿，是一條邏輯或指令，第二個(gè)操作數(shù)尋址方式是＿＿立即數(shù)尋址＿＿＿（寄存器直接尋址，立即數(shù)尋址）。8）單步執(zhí)行一條指令。9）查看R3的值，[R3]=0x＿＿00＿＿。（9）執(zhí)行控制轉(zhuǎn)移類指令。步驟如下：1）雙擊“寄存器”窗口中R1，將其值修改為2。2）雙擊“寄存器”窗口中R2，將其

6、值修改為2。3）單步執(zhí)行一條指令。4）下一條指令地址為0x___40_______，是一條BEQ指令,其測(cè)試條件是__相等轉(zhuǎn)移________，目標(biāo)地址為0x___4C_______。5)單步執(zhí)行1條指令。6)查看PC的值，[PC]=0x____4C______，表明分支__成功________（成功，失?。?。7)一條指令是一條BGEZ指令，其測(cè)試條件是_____大于等于0轉(zhuǎn)移_____，目標(biāo)地址為0x____58______。8)單步執(zhí)行1條指令。9)查看PC的值，[PC]=0x_____58_____，表明分支____成功____（成功，失?。?0)下一條指令是一

7、條BGEZAL指令，其測(cè)試條件是__小于0轉(zhuǎn)移并鏈接___，目標(biāo)地址為0x___64____。11)單步執(zhí)行1條指令。12)查看PC的值，[PC]=0x____64______，表明分支_____成功_____（成功，失?。徊榭碦31的值，[R31]=0x000000000000005C____。13)單步執(zhí)行1條指令。14）查看R1的值，[R1]=0x00000074__________。15）下一條指令地址為0x___68_______，是一條JALR指令，保存目標(biāo)地址的寄存器為R1______，保存返回地址的目標(biāo)寄存器為R31__