实验1MIPS指令系统和MIPS体系结构

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1、实验1MIPS指令系统和MIPS体系结构092854赵亚明1.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。2.实验内容首先要阅读MIPSsim模拟器的使用方法，然后了解MIPSsim的指令系统和汇编语言。（1）启动MIPSsim（用鼠标双击MIPSsim.exe）。（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。可以先载入一个样例程序（在本模拟器所在

2、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]=0X00。（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=0X04，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（F5）

3、。4）查看R1的值，[R1]=0XFFFFFFFFFFFFFF80。5）下一条指令地址为0x00000008，是一条有（有，无）符号载入字（字节，半字，字）指令。6）单步执行1条指令。7）查看R1的值，[R1]=0X80。8）下一条指令地址为，是一条无（有，无）符号载入字节（字节，半字，字）指令。9）单步执行1条指令。10）查看R1的值，[R1]=0X80。11）单步执行1条指令。12）下一条指令地址为0X14，是一条保存字（字节，半字，字）指令。13）单步执行一条指令（F5）。14）查看内存BUFFER处字的值，值为0X80。（7）执行算术运算类指令。步骤如下：1)双

4、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0x＿20＿＿＿，是一条加法指令。5)单步执行一条指令。6)查看R3的值，[R3]=0x＿＿＿05＿。7)下一条指令地址为0x＿＿24＿＿，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R1，将其值修改为

5、0XFFFF0000。3）单步执行一条指令。4）下一条指令地址为0x＿＿30＿＿，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＿＿＿（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]=0xFF000000＿＿＿＿。7）下一条指令地址为0x＿34＿＿＿，是一条逻辑或指令，第二个操作数寻址方式是＿＿立即数寻址＿＿＿（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]=0x＿＿00＿＿。（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

6、值修改为2。3）单步执行一条指令。4）下一条指令地址为0x___40_______，是一条BEQ指令,其测试条件是__相等转移________，目标地址为0x___4C_______。5)单步执行1条指令。6)查看PC的值，[PC]=0x____4C______，表明分支__成功________（成功，失败）。7)一条指令是一条BGEZ指令，其测试条件是_____大于等于0转移_____，目标地址为0x____58______。8)单步执行1条指令。9)查看PC的值，[PC]=0x_____58_____，表明分支____成功____（成功，失败）。10)下一条指令是一

7、条BGEZAL指令，其测试条件是__小于0转移并链接___，目标地址为0x___64____。11)单步执行1条指令。12)查看PC的值，[PC]=0x____64______，表明分支_____成功_____（成功，失败）；查看R31的值，[R31]=0x000000000000005C____。13)单步执行1条指令。14）查看R1的值，[R1]=0x00000074__________。15）下一条指令地址为0x___68_______，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R31__