MIPS指令系统和MIPS体系结构入门

验

目

的

、

要

求

及

器

材

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；

实验要求：

1、对指令级模拟器有一定了解；

2、能够熟练使用MIPSsim模拟器；

3、理解MIPS指令系统及其特点，加深对MIPS指令操作语义的理解；

实验器材：

1、实验平台采用指令级和流水线操作级模拟器MIPSsim；

2、计算机一台；

实

验

内

容

、

步

骤

及

结

果

理清实验思路，使用算数指令即可完成。

结果：

【求(X-Y)*2-(X+Y)/8】

使用简单的运算指令即可。

结果：

【求补码】

求补码基本思路利用异或运算，将原数与-1进行疑惑，等到其相应的反码，之后对其进行加1运算得到相应的补码，但是MIPS指令系统大部分运算支持的是32位，因此要将其进行补码运算还需要处理些问题，我们可以利用2个32位的运算来模拟位的求补运算。

具体如下，分别取2次值到2个寄存器中，分别存放高位和低位，之后对高位和低位分别进行求反运算，之后对低位的数进行加1，判断是否有进位。有进位则最高位加1，之后在分别存储到相应的内存单元中。 

从内存的OX00000000单元开始存放位整数

总

结

通过MIPSsim软件的使用，让我们很好的模拟了指令执行的过程，相信我们在后续的实验中会学习到跟多的内容。

附

录

【求阶乘】

# 求阶乘

# 将寄存器R3中的值默认为1；将要求的数放在R1中；

.text

main: 

ADDI $r2,$r1,0     #在R1中放置要求阶乘的数

PROG2:

SUB $r1,$r1,$r3     #R1中的数减一

MUL $r2,$r1,$r2     #R1与R2做乘法，将乘积放在R2中

BGTZ $r1,PROG2    #若R1仍大于零，则转移

NOP

【求(X-Y)*2-(X+Y)/8】

# 求(X-Y)*2-(X+Y)/8

#X放在R1中；Y放在R2中；最终结果放在R3中；

.text

main:

# 算术运算指令

SUB $r3,$r1,$r2

ADD $r4,$r1,$r2

DSLL $r3,$r3,1

DSRL $r4,$r4,3

SUB $r3,$r3,$r4

NOP

【求补码】

#求补码

.text

main:

ADDI  $r3,$r3,-1

LW     $r1,0($r4)    #取字

ADDI  $r4,$r4,4

LW     $r2,0($r4)    #取字

XORI  $r1,$r1,-1

XORI  $r2,$r2,-1

BNE   $r1,$r3,NEXT

ADDI  $r2,$r2,1

NEXT:

ADDI  $r1,$r1,1

SW    $r2,0($r4)

ADDI  $r5,$r5,4

SUB   $r4,$r4,$r5

SW    $r1,0($r4)