同济大学系统结构 实验一:MIPS指令系统和MIPS体系结构-1

简介: 实验目的1. 了解和熟悉指令级模拟器。2. 熟练掌握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。

实验内容和步骤

首先要阅读MIPSsim模拟器的使用方法《MIPSsim使用手册》。然后了解MIPSsim的指令系统。

1. 启动MIPSsim(用鼠标双击MIPSsim.exe)。

2. 点击“配置”→“流水方式”,使模拟器工作在非流水方式下。

3. 参照1.4节的使用说明,熟悉MIPSsim模拟器的操作和使用方法。

   可以先载入一个样例程序(在本模拟器所在的文件夹下的“样例程序”文件夹中),然后

   分别以单步执行一条指令、执行多条指令、连续执行、设置断点等的方式运行程序,观察程

   序的执行情况,观察CPU中寄存器和存储器的内容的变化。

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(起始地址为0x00000100)。

5. 查看“寄存器”窗口PC寄存器的值:[PC]=0x。

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0x,是一条(有,无)符号载入(字节,半字,字)指令。

   (3)单步执行1条指令(F7)。

   (4)查看R1的值,[R1]=0x____________________。

   (5)下一条指令地址为0x,是一条(有,无)符号载入(字,半字,字)指令。

   (6)单步执行1条指令。

   (7)查看R1的值,[R1]=0x____________________。

   (8)下一条指令地址为0x,是一条(有,无)符号载入(字,半字,字)指令。

   (9)单步执行1条指令。

   (10)查看R1的值,[R1]=0x____________________。

   (11)单步执行1条指令。

   (12)下一条指令地址为0x,是一条保存(字,半字,字)指令。

   (13)单步执行1条指令。

   (14)查看内存BUFFER处字的值,值为0x____________________。

7. 执行算术运算类指令。步骤如下:

     (1)双击“寄存器”窗口里的R1,将其值修改为2。

     (2)双击“寄存器”窗口里的R2,将其值修改为3。

     (3)单步执行1条指令。

     (4)下一条指令地址为0x,是一条加法指令。

     (5)单步执行1条指令。

     (6)查看R3的值,[R3]=0x____________________。

     (7)下一条指令地址为0x,是一条乘法指令。

     (8)单步执行1条指令。

     (9)查看LO、HI的值,[LO]=0x__________________,[HI]=0x。

8. 执行逻辑运算类指令。步骤如下:

   (1)双击“寄存器”窗口里的R1,将其值修改为0xFFFF0000。

   (2)双击“寄存器”窗口里的R2,将其值修改为0xFF00FF00。

   (3)单步执行1条指令。

   (4)下一条指令地址为0x,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1条指令。

   (6)查看R3的值,[R3]=0x____________________。

   (7)下一条指令地址为:0x,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1条指令。

   (9)查看R3的值,[R3]=0x_____________________。

9. 执行控制转移类指令。步骤如下:

   (1)双击“寄存器”窗口里的R1,将其值修改为2。

   (2)双击“寄存器”窗口里的R2,将其值修改为2。

   (3)单步执行1条指令。

   (4)下一条指令地址为0x,是一条BEQ指令,其测试条件  是:,目标地址为0x。

   (5)单步执行1条指令。

   (6)查看PC的值,[PC]=0x,表明分支(成功,失败)。

   (7)下一条指令地址是一条BGEZ指令,其测试条件是,目标地址为 0x。

   (8)单步执行1条指令。

   (9)查看PC的值,[PC]=0x,表明分支(成功,失败)。

   (10)下一条指令地址是一条BGEZAL指令,其测试条件是,目标地址为 0x。

   (11)单步执行1条指令。

   (12)查看PC的值,[PC]=0x,表明分支(成功,失败);查看R31的值,[R31]=0x____________________。

   (13)单步执行1条指令。

   (14)查看R1的值,[R1]=0x____________________。

   (15)下一条指令地址为0x,是一条JALR指令,保存目标地址的寄存器为R_,保存返回地址的目标寄存器为R。

   (16)单步执行1条指令。

   (17)查看PC和R3的值,[PC]=0x,[R3]=0x____________________。

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