微机原理实验报告

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：一、 实验目的：1.熟悉MIPS汇编程序开发环境，学习使用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。Int main ()Int K

2、,Y;Int Z50;Y=56;For(k=0;k<50;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赋值int K, Y ;int Z50 ;K=0;Y = 56;赋值int K, Y ;int Z50 ;K=0;Y = 56

3、;计算ZK = Y - 16 * ( K / 4 + 210) ;K<50计算ZK = Y - 16 * ( K / 4 + 210) ;K=k+1K<50 否K=k+1结束否是 是 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1. 汇编程序代码实现：方法一.data #定义用户数据段 z:.space 200 #数组为int型，大小为50，所以占内存4*50str:.asciiz " &qu

4、ot;#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56 loop: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/4 addi $t3,$t3,210 #k/4+210 sll $t3,$t3,4 #16*(k/4+210) sub $t3,$t1,$t3 #y-16*(k/4+210) sw $t3,0($s0) #写进zk li $v0,1 #输出addi $a0

5、,$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1 j loop #循环 done: li $v0,10 syscall2.调试过程1. 编写程序：详细见代码2. 装载程序选择file，选择Reinitialize and Load File，把写好的文件导入QtSpim。3. 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;每行有四个是一样

6、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fffff318Z0268500992fffff2b8Z25268501092fffff318Z1268500996fffff2b8Z26268501096fffff318Z2268501000fffff2b8Z27268501100fffff318Z3268501004fffff2a8Z28268501104fffff308Z426

7、8501008fffff2a8Z29268501108fffff308Z5268501012fffff2a8Z30268501112fffff308Z6268501016fffff2a8Z31268501116fffff308Z7268501020fffff298Z32268501120fffff2f8Z8268501024fffff298Z33268501124fffff2f8Z9268501028fffff298Z34268501128fffff2f8Z10268501032fffff298Z35268501132fffff2f8Z11268501036fffff288Z362685011

8、36fffff2e8Z12268501040fffff288Z37268501140fffff2e8ffff288Z38268501144fffff2e8ffff288Z39268501148fffff2e8ffff278Z40268501152fffff2d8Z16268501056fffff278Z41268501156fffff2d8ffff278Z42268501160fffff2d8ffff278Z43268501164fffff2d8Z192685010

9、68fffff268Z44268501168fffff2c8Z20268501072fffff268Z45268501172fffff2c8Z21268501076fffff268Z46268501176fffff2c8Z22268501080fffff268Z47268501180fffff2c8Z23268501084fffff258Z48268501184fffff2b8Z24268501088fffff258Z49268501188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00400014 0c100009  jal 0

10、x00400024 main     00400018 00000000  nop                       0040001c 3402000a  ori $2, $0, 10         

11、; 00400020 0000000c  syscall                00400024 3c101001  lui $16, 4097 z        00400028 34080000  ori $8, $0, 0     &#

12、160;       0040002c 34090038  ori $9, $0, 56            00400030 290a0032  slti $10, $8, 50         00400034 11400010  beq $10, $0, 64 done-

13、0x0040003400400038 00085882  srl $11, $8, 2          0040003c 216b00d2  addi $11, $11, 210      00400040 000b5900  sll $11, $11, 4        00400044 012

14、b5822  sub $11, $9, $11       00400048 ae0b0000  sw $11, 0($16)         0040004c 34020001  ori $2, $0, 1       00400050 22040000  addi $4, $16, 0 

15、;       00400054 0000000c  syscall                 00400058 34020004  ori $2, $0, 4           地址 机器码 汇编指令

16、0040005c 3c011001  lui $1, 4097 str       00400060 342400c8   ori $4, $1, 200 str    00400064 0000000c   syscall                  

17、00400068 22100004   addi $16, $16, 4        0040006c 21080001   addi $8, $8, 1           00400070 0810000c   j 0x00400030 loop      00400074 3402

18、000a   ori $2, $0, 10           00400078 0000000c   syscall                  80000180 0001d821   addu $27, $0, $1  

19、     80000184 3c019000   lui $1, -28672          80000188 ac220200   sw $2, 512($1)           8000018c 3c019000   lui $1, -28672   

20、;      80000190 ac240204   sw $4, 516($1)           80000194 401a6800   mfc0 $26, $13           80000198 001a2082   srl $4, $26, 2 

21、;          8000019c 3084001f   andi $4, $4, 31          800001a0 34020004   ori $2, $0, 4           800001a4 3c049000  &

22、#160;lui $4, -28672 _m1_  800001a8 0000000c   syscall                 800001ac 34020001   ori $2, $0, 1            800001b0 0

23、01a2082   srl $4, $26, 2           800001b4 3084001f  andi $4, $4, 31         800001b8 0000000c  syscall           

24、      800001bc 34020004  ori $2, $0, 4           800001c0 3344003c  andi $4, $26, 60         800001c4 3c019000  lui $1, -28672  &#

25、160;        800001c8 00240821  addu $1, $1, $4          800001cc 8c240180  lw $4, 384($1)           800001d0 00000000  nop  &

26、#160;                   800001d4 0000000c  syscall                 800001d8 34010018  ori $1, $0, 24

27、          800001dc 143a0008  bne $1, $26, 32 ok_pc-0x800001dc 800001e0 00000000  nop                     800001e4 40047000

28、60; mfc0 $4, $14             800001e8 30840003  andi $4, $4, 3          800001ec 10040004  beq $0, $4, 16 ok_pc-0x800001ec 800001f0 00000000  nop 

29、;                     800001f4 3402000a  ori $2, $0, 10          800001f8 0000000c  syscall     

30、0;            800001fc 34020004  ori $2, $0, 4            80000200 3c019000  lui $1, -28672 _m2_   地址 机器码 汇编指令80000204 3424000d  ori $4

31、, $1, 13 _m2_    80000208 0000000c  syscall                 8000020c 001a2082  srl $4, $26, 2          80000210 3084001f  and

32、i $4, $4, 31         80000214 14040002  bne $0, $4, 8 ret-0x8000021480000218 00000000  nop                      8000021c 401a

33、7000  mfc0 $26, $14           80000220 275a0004  addiu $26, $26, 4        80000224 409a7000  mtc0 $26, $14           800

34、00228 3c019000  lui $1, -28672           8000022c 8c220200  lw $2, 512($1)          80000230 3c019000  lui $1, -28672          80000234 8c240204  lw $4, 516($1)          80000238 001b0821  addu $1, $0, $27