微机原理实验报告十一月整理

1、微机原理实验报告十一月整理微机原理实验报告十一月整理 PAGE PAGE 1 微机原理实验报告实验名称：MIPS汇编程序设计院系：电信学院班级：姓名：指导老师：实验目的：1.熟悉MIPS汇编程序开发环境，学_使用Qtstim工具。知道如何查看内存空间分配。2.了解C语言语句与汇编指令之间的关系。3.掌握MIPS汇编程序设计，掌握QTSPIM的调试技术。4.了解MIPS汇编语言与机器语言之间的对应关系。5.熟悉常见的MIPS汇编指令6.掌握程序的内存映像。二、实验内容1.用汇编程序实现以下伪代码：要求使用移位指令实现乘除法运算。Intmain()IntK,Y;IntZ50;Y=56;For(k=

2、0;k50;K+)Zk=Y-16*(k/4+210);三、程序设计及分析1.C语言分析：有两个变量是int型，一个数组型；还有一个循环执行过程。2.汇编程序实现分析：首先需要定义用户数据段，获得一个内存空间作为数组空间。再选定几个寄存器作为K，Y以及输出，其中输出输出和Y可以合用一个寄存器。3.设计思路：分配完空间地址后，最重要的是完成循环控制。循环控制有两个思路：可以是先判断后循环；或者是先循环后判断即如图开始开始开始开始赋值int K, Y ;int Z50 ;K=0;赋值int K, Y ;int Z50 ;K=0;Y = 56;赋值赋值int K, Y ;int Z50 ;K=0;Y

3、= 56;计算ZK = Y - 16 * ( K / 4 + 210) ;计算ZK = Y - 16 * ( K / 4 + 210) ;K50K50计算ZK = Y - 16 * ( K / 4 + 210) ;K=计算ZK = Y - 16 * ( K / 4 + 210) ;K=k+1K50K50K=k+1结束K=k+1结束是slti $t2,$t0,50 #判断slti $t2,$t0,50 #判断k是否小于50，beq $t2,$0，#是则结束#否,循环结束slti$t2,$t0,50#判断k是否于50beq$t2,$t3（$t2=1循环，否则结束。）四、程序实现及调试分析汇编程序代

4、码实现：方法一.data#定义用户数据段z:.space200#数组为int型，大小为50，所以占内存4*50str:.asciiz#输出结果之间的空隙.textmain:la$s0,z#$s0#为数组在zli$t0,0#$s1#代表k计数，初始值为0li$t1,56#$t2#代表Y，初值为56loop:slti$t2,$t0,50#判断k是否于50beq$t2,$0,done#当k大于等于50,跳转结束srl$t3,$t0,2#k/4addi$t3,$t3,210#k/4+210sll$t3,$t3,4#16*(k/4+210)sub$t3,$t1,$t3#y-16*(k/4+210)sw$

5、t3,0($s0)#写进zkli$v0,1#输出addi$a0,$s0,0syscallli$v0,4#输出间隔la$a0,strsyscalladdi$s0,$s0,4#地址移一位addi$t0,$t0,1#k加1jloop#循环done:li$v0,10syscall2.调试过程编写程序：详细见代码装载程序选择file，选择ReinitializeandLoadFile，把写好的文件导入QtSpim。如果没有错误，便运行。点击上图的小三角运行之后点击不同的窗口便可得到我们想要的结果。具体详细结果如下图内存占用情况映像分析：由图可知数组地址从0Xfffff3180Xfffff258;每行有四

6、个是一样的，总共50个地址。这是因为数组含有50个元素，而int型数据占4个字节空间，字对齐方式，所以连续四个地址是相同的而且有上表也可以得出Qpstim仿真器是按大字节序数据段内存映像表格如下（数值都采用16进制）内存地址（16进制）变量名值内存地址（16进制）变量名值fffff318Z0268500992fffff2b8Z25268501092fffff318Z1268500996fffff2b8Z26268501096fffff318Z2268501000fffff2b8Z27268501100fffff318Z3268501004fffff2a8Z28268501104fffff308

7、Z4268501008fffff2a8Z29268501108fffff308Z5268501012fffff2a8Z30268501112fffff308Z6268501016fffff2a8Z31268501116fffff308Z7268501020fffff298Z32268501120fffff2f8Z8268501024fffff298Z33268501124fffff2f8Z9268501028fffff298Z34268501128fffff2f8Z10268501032fffff298Z35268501132fffff2f8Z11268501036fffff288Z36268

8、501136fffff2e8Z12268501040fffff288Z37268501140fffff2e8ffff288Z38268501144fffff2e8ffff288Z39268501148fffff2e8ffff278Z40268501152fffff2d8Z16268501056fffff278Z41268501156fffff2d8ffff278Z42268501160fffff2d8ffff278Z43268501164fffff2d8Z19268

9、501068fffff268Z44268501168fffff2c8Z20268501072fffff268Z45268501172fffff2c8Z21268501076fffff268Z46268501176fffff2c8Z22268501080fffff268Z47268501180fffff2c8Z23268501084fffff258Z48268501184fffff2b8Z24268501088fffff258Z49268501188点击Window选择console得下图运行结果显示代码段内存映像地址机器码汇编指令0c100009jal0main00000000nop00400

10、01c340_aori$2,$0,100000000csyscall3c101001lui$16,4097z34080000ori$8,$0,00040002cri$9,$0,56290a0032slti$10,$8,5011400010beq$10,$0,64done-000085882srl$11,$8,20040003c216b00d2addi$11,$11,210000b5900sll$11,$11,4012b5822sub$11,$9,$11ae0b0000sw$11,0($16)0040004cri$2,$0,122040000addi$4,$16,00000000csyscall

11、340_4ori$2,$0,4地址机器码汇编指令0040005c3c011001lui$1,4097str342400c8ori$4,$1,200str0000000csyscall22100004addi$16,$16,40040006cddi$8,$8,10810000cj0loop340_aori$2,$0,100000000csyscall0001d821addu$27,$0,$13c019000lui$1,-28672ac220200sw$2,512($1)8000018c3c019000lui$1,-28672ac240204sw$4,516($1)401a6800mfc0$26,

12、$13001a2082srl$4,$26,28000019c3084001fandi$4,$4,31800001a0ri$2,$0,4800001a43c049000lui$4,-28672_m1_800001a80000000csyscall800001acri$2,$0,1800001b0001a2082srl$4,$26,2800001b43084001fandi$4,$4,31800001b80000000csyscall800001bcri$2,$0,4800001c03344003candi$4,$26,60800001c43c019000lui$1,-28672800001c8d

13、du$1,$1,$4800001cc8c240180lw$4,384($1)800001d0op800001d40000000csyscall800001d8ri$1,$0,24800001dc143a0008bne$1,$26,32ok_pc-0x800001dc800001e0op800001e4fc0$4,$14800001e8ndi$4,$4,3800001eceq$0,$4,16ok_pc-0x800001ec800001f0op800001f4340_aori$2,$0,10800001f80000000csyscall800001fcri$2,$0,43c019000lui$1,

14、-28672_m2_地址机器码汇编指令3424000dori$4,$1,13_m2_0000000csyscall8000020c001a2082srl$4,$26,23084001fandi$4,$4,3114040002bne$0,$4,8ret-000000000nop8000021c401a7000mfc0$26,$14275a0004addiu$26,$26,4409a7000mtc0$26,$143c019000lui$1,-286728000022c8c220200lw$2,512($1)3c019000lui$1,-286728c240204lw$4,516($1)001b08

15、21addu$1,$0,$278000023ctc0$0,$13401a6000mfc0$26,$12375a0001ori$26,$26,1409a6000mtc0$26,$128000024cret仿真器在真正的用户代码段内增加了部分代码以实现程序运行控制，用户代码都必须存储在地址为00范围之内。用户代码段将每一行代码的地址，及其对应的机器码都显示给用户，为方便查看，还给出了反汇编得到的汇编指令，而且在注释中显示了用户编写的源代码。通过地址部分信息，我们知道每一行代码的地址都是前一行代码地址+4，即PC+4，机器指令。实验总结本次试验让我对汇编程序的编写以及原理有力深刻的了解。还有语法规范。书写技巧，如何对书写的程序一目了然，层次清晰，还有养成多写注释_惯，既清晰自己的思路，还有助于别人的阅读。由于汇编与C语言有较大的差别，所以刚开始编写非常不适应，编写程序不熟练，后面就好了一些。首先要全局观