1、計算機組成原理實驗2:MIPS指令系統和MIPS體系結構實驗目的了解和熟悉指令級模擬器熟悉掌握MIPSsim模擬器的操作和使用方法熟悉MIPS指令系統及其特點，加深對MIPS指令操作語義的理解熟悉MIPS體系結構二.實驗內容和步驟首先要閱讀MIPSsim模擬器的使用方法，然后了解MIPSsim的指令系統。(1)、啟動MIPSsim。、選擇“配置”-“流水方式”選項，使模擬器工作在非流水方式。、參照使用說明，熟悉MIPSsim模擬器的操作和使用方法。、選擇“文件”-“載入程序”選項，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。(5)、查看“寄存器”窗口PC寄存器

2、的值：PC=0 x00000000。代丁血F9wwasCwaijjMH5CWAIF.-：&：-MOR-1氏mEXWmDUFJiKiKC-Xi!mwF4JLi丄垃口審“ff=Ji旳詐幵=命Fi-:Most-MO-tZ-te-itfiJW.L(燉-i=*-nt*-r-!F：I-dnYHilHinm-U5-r.1-1.-.f.miE-i.ij.1hiM-1KOuCiiEifiy-etrfrnfj(riTiI目吟P-d-dsml-fr-nla?ft?-tIMrfiFj#，1WXXXrt-iUP-PITrJWCBEBm-cmnn：:IEHlKl:a：:MXiT-EF*+_：.!:4?LMlf-Xd+i.

3、EllW+WW:MC-WPI:呻警dlH.；如-H4MHI:”hIJK-ELI.E_Na-dl?rll!iilltl2lllril.ldll一晉SM盅崇H?f7）查看R1的值，R1=0 x0000000000000080（一進制的值為：128）。8）下一條指令地址為0 x0000000C，是一條無（有，無）符號載入字節（字節，半字，字）指令。LBU功能與LB指令相同，但讀出的是不帶符號的數據9）單步執行1條指令。；n=：-Z-：lLhVM:n3-：=：-=Ji.F!HI4ldlMrwi、毗網衛:B=：O：V：L:aL2：IM：rintdiib.:a.UJHLPI-3TETWIf匸:1uMri-

4、u-.UlM-llv.Bl-TTWJEM-*TFJ?*?90EIUfrtlTt*!OiAflMrx-JT-frra晦十B*WpI.mE_10）查看R1的值，R1=128（十進制）/0 x0000000000000080（十六進制）11）單步執行1條指令。:j:b.ir：Iitahn:j：:-：MITrnvMhirBfcri:齢:=：VPM2：J：=l12）下一條指令地址為0 x00000014,是一條保存字（字節，半字，字）指令。13）單步執行一條指令。14）查看內存BUFFER處字的值，值為0X00000080JU話切4皿2:曲返:曙Sft-Irlrl.n肚畑隔MLLixb.M.tlJM：5

5、JUKtl-r3.az4.5UMKH4?JTUtr?rf：LHfOD,湖50.irSJci.D也:就帕護5LLNZlIM.f!理討曲伽:i.DSEL託mnHWKXKLtrXJituDri-KOD*ffWClXWtl3:血知SO-點ilftt.Q1EL回冊測tlL*simICL忖血上cdcamsM-ELLixS.Eri.D（7）、執行算術運算類指令。步驟如下:1）雙擊“寄存器”窗口中的R1,將其值修改為2。2）雙擊“寄存器”窗口中的R2,將其值修改為3。3）單步執行一條指令。4）下一條指令地址為0 x00000020，是一條加法指令。5）單步執行一條指令。6）查看R3的值，R3=5lC曲淚：R圮

6、siK昵盟dqei!-nnQn勺Jr,r.-ip5ii1cr-11ZB-cL9Ecw*就工I4iir)a114111E?1.4lEctlItial,gMaki垃叮ItCfbZCEE,.FiK!.lie疋ii-L.ailrtiMCIZUiXtH刪1X址7iTO*r?-(rl.lrJtMXIFftr：3aED4dxl.deO.HijOlJ血KlCbQfrS.GEl.C寄存器直接尋4）下一條指令地址為0 x00000030，是一條邏輯與運算指令，第二個操作數尋址方式是寄存器直接尋址址，立即數尋址）。5）單步執行一條指令。9）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。2-

7、K：Fpv.PZTIW.f-iliF.drelaveV.1MIfnwr：J-WT：nM.Ir-s.lM|：4It-.：iHlTllWIMbio.!ibili:fcirLtrfiici3ir-：-:a：D：i：-i：H：口E:-l.la-a.-lSRanMitdasirir-:rvir.itiai3.-.：3I(3：rIFWKi哄中駅H嚴ir-.-ii-:=lKd!:/?!l-fil-Fia.MJaixarcoi*：ZIJ-CIEMCZTIjI.Ia=;_;atan4蠱.i.Z.dl：.iH;i;=:?nr!.hl.：泅：兇憶工丄丄dr_.9r._u-r.-.-.jm：x-1dr2.rtr._k

8、.xul乂斗訥Pkin.irir；:-7Hmmn/汴IMj?；i：；!5X：:H?r：4r：.3lUllI：-耳:i-rJ79）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。6）查看R3的值,R3=0X00000000FF00000O9）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。9）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。UJKCKi!.-l-r1.LH3：；：!：niST期Ul-ja.QIIrtl!:lZ：!：!：.：:UIJ：.aiG!-!：:.4!-：SLfcip:.:iii-ig七曲:*呂：!:aB

9、fiaM托l.l-li.Uri:匹：注iiiih.|ir!|i:h；：:X-SSIIt.-:：.：；e33LIK曲站ErV.Eel_Ix4?區禍護:huwe-；xmi6JE/.aKi.rLfUd于沖上蚯lE-.lil.lrJWD-MHIMWGrUfc-L?3l-Mr；r!lalSUiKLK-S壯百齊111卻3U1C.BI?iE!REAr-M.JE4MU84.4.!r!i-!e-M449HlIr*.1v!.E-9eM-!?MJi.!UttlL9GLB：L1ViMIMUMMlnjKCtiNinaKFSa9）查看R3的值，R3=0 x0000000000000000刀下一條指令地址為0 x00000

10、034，是一條邏輯或指令，第二個操作數尋址方式是立即數尋址（寄存器直接尋址，立即數尋址）。8）單步執行一條指令。9）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。9）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。（9）、執行控制轉移類指令。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,將其值修改為2。3）單步執行一條指令。9）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。9）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。reftJEU9）查看PC的值，P

11、C=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。9）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。4）下一條指令地址為0 x000000405）單步執行1條指令。wftfrgwwjMirflw是一條BEQ指令,其測試條件是兩個操作數相等9）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。mhrBlflu|arJCH.LWUilEkhii-rliXHiH-awsueu:_3rLrai:LH6iL-Ith1ZqiB.tUKrn*Hi-FII-rilMFMWTKUIIKTK.IC:-zJUUIjriOC.T”K-X1HHMMrhiMWH-ll

12、lC1-5UMiUUi(ri9）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。pI8ptaaVrWVT杓卑-TtttK-MffliOCKKfflOiWEk.JwrinrMcdEIM!-i-iJ上他.-!-lL9v!Jllll:t:l;-l-.Jlfalr:-:7;啟stuSHK.:?.址;:!.;:hid雞右冷寓14ai；3iHUWWWVVWYHV*6）查看PC的值，PC=0 x0000004C,表明分支成功（成功，失敗）。7）條指令是一條BGEZ指令，其測試條件是=0，目標地址為0 x000000588）單步執行1條指令。9）查看PC的值，PC=0 x0000005

13、8,表明分支成功（成功，失敗）。10）下一條指令是一條BGEZAL指令，其測試條件是=0，目標地址為0 x00000064.-呻:冷M!-:-:!I:J-.-奧洛:4:-:s-kmkI3:i!w垂巨鑒淤7-:7=:荃11）單步執行1條指令。：3：K-MH.Z莖產HMJ-KS-:-:-.!:-:WMMzqKKM亠匚皆：:豊正:-垂9lrla:Bla:v:alB!alr:1BEl:9）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。9）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。12）查看PC的值，PC=0 x00000068,表明分支成功（成功

14、，失敗）；查看R31的值，R31=9213）單步執行1條指令。虬:-E.lF-=3=:-:|.|3|九“叭_,-!4,陽J.-r.-.aJH11FilmaiiI=_!7=u-w-iL：:in*JR-1f?-iTUgXKIridiWAWiwa4400404449W1N-4-5WWBIF二liPWKHUx-M-3jurnafc1-prH-HOSMM-L：”nvbwYmrn廣irt9）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。9）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。14）查看R1的值，R1=11615）下一條指令地址為0 x00000

15、068,是一條JALR指令，保存目標地址的寄存器為！,保存返回地址的目標寄存器淋3。16）單步執行1條指令。9）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。9）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。17）查看PC和R3的值，PC=0 x00000074,R3=0。三、實驗結果分析實驗結果分析ADDIU:$r8,$r0,124ADDIU是GPR和立即數做無符號加法操作，但立即數字段是有符號的，所以需要做符號擴展。r8=r0+124LB$r1,0（$r8）從存儲器中r8讀取一個字節的數據（帶符號）到寄存器中r1LW$r1,0（$r8）從

16、存儲器中r8讀取一個字的數據（不帶符號）到寄存器中r1LBU$r1,0（$r8）從存儲器中r8讀取一個字節的數據（不帶符號）到寄存器中r1ADDIU:$r8,$r0,128ADDIU是GPR和立即數做無符號加法操作，但立即數字段是有符號的，所以需要做符號擴展。r8=r0+128SW$r1,0（$r8）:把一個字的數據從寄存器存儲到存儲器中BEQ,$r0,$r0,PROG2:條件轉移指令，當兩個寄存器內容相等時轉移發生-跳轉到PROG2DADD$r3$r1$r2把兩個定點寄存器的內容相加，也就是定點加$3=$r1+$r2=128DMULT$r1$r2兩個定點寄存器的內容相乘，也就是定點乘r1=1

17、28r2=0BEQ,$r0,$r0,PROG3:條件轉移指令，當兩個寄存器內容相等時轉移發生9）查看PC的值，PC=0 x00000058,表明分支成功（成功，失敗）。-跳轉到PROG3AND$r3$r1$r2與運算，兩個寄存器中的內容相與($r3=$r1&$r2)門=128r2=0r3=0兩位同時為“1”，結果才為“1”，否則為0ANDI$r3$r10個寄存器中的內容與一個立即數相與BEQ,$rO,$r0,PROG4:條件轉移指令，當兩個寄存器內容相等時轉移發生-跳轉到PROG4BEQ$r1$r22條件轉移指令，當兩個寄存器內容相等時轉移發生,$r1不等于$r2不發生SLL$r0$r00邏輯左移SLL$r0$r00邏輯左移BGEZ$r12跳轉指令-跳轉到Iabel2BGEZAL$r12條件轉移指令-跳轉到Iabel3ADDIU$r1$r0116r1=r0+116=116JALR$r3$r1使用寄存器的跳轉指令，并且帶有鏈接功能，指令的跳轉地址在寄存器中，跳轉發生時指令的放回地址放在R31這個寄存器中Teq:異常相關指令四實驗心得MIPSsim模