北邮-实验一-WINDLX模拟器安装使用

1、北邮-实验一-WINDLX模拟器安装使用北京邮电大学计算机学院计算机系统结构课程实验2015年4月实验一WINDLX模拟器安装及使用一、实验类别：综合实验二、实验目的：建立实验环境，了解WINDLX模拟器的结构及使三、实验学时：2四、人组数：1/1五、实验设备环境：WinDLX要求的硬件平台是IBMPC兼容机,WinDLX是一个Windows应用程序，运行于Windows3.0以上的操作系统。六、实验原理：WinDLX软件包中带有说明文件，供安装程序时候使用。七、教学要点与学习难点：软件包中还有WinDLX教程和联机帮助,可以通过它们进一步了解模拟器的使用方法和DLX处理器的原理。大家在进行模

2、拟实验以前应该仔细阅读这些文档。八、实验内容和要求:阅读模拟器Help文档和相关资料，利用Facts及Inputs代码熟悉模拟器的配置、各项工具使用、寄存器设二、置及指令系统。三、实验步骤：(1)WINDLX模拟器安装(2) 熟悉模拟器的配置(3) 熟悉各工具的使用WinDLX模拟器的安装WinDLX包含windlx.exe和windlx.hlp文件。同时，还需要一些扩展名为.s的汇编代码文件。在本教程中将使用fact.s和input.s这两个汇编代码文件。WinDLX的安装非常简单，我们获得WinDLX压缩包(224K),只要将其解压到一个指定的目录，然后执行里面的windlx.exe即可。

3、做实验时直接双击桌面上的WinDLX图标就可进入Windlx模拟器。1DLX-ISA.doc2001/1/21UMODOC文吟JFACI.S便加式鹿力bssr2KB10t2/1/31izjog£文任JKBNPULS3狂1/乳12K>7s文件2KBJOC31/1/21I1i20M文告资KBJPRLM.&1K2/L/31SKft2KE_|READMEi的yy?iiL4豆仲3ICB.1r金1955/12/251741八忙39CB1/DLXIUDUC2OM/9/27ftOlEXJClb&O力DLXTUTi2D04/3/515:44ISKEJW1NLMJC19S2/577

4、1546而不写片218KB励wnrxx1W?/2/M2l3转母方件媳KB1M6/12/2517:46颂W169KB_1/苣明生魏培七五童省餐出niMl宜牛167KB开始和配置WinDLX双击WinDLX图标启动WinDLX后，将出现一个带有六个子窗口的主窗口.为了初始化模拟器，点击File菜单中的Resetall菜单项，弹出一个"ResetDLX对话框。然后点击窗口中的确认”按钮即可。WinDLX可以在多种配置下工作。你可以改变流水线的结构和时间要求、存储器大小和其他几个控制模拟的参数。点击Configuration/FloatingPointStages（点击Configurati

5、on打开菜单）然后点击FloatingPointStages菜单项）选择如下标准配置：e=Ii=yiItim_k1_1lit3：:ElNLili7i=tolicstiorT!11rirs-TlS1ii1_1r_；119VAZj.1I：bJIJCji：ItXZSllLJl牝QrQU0=S:=3t装载测试程序在开始模拟之前，至少应装入一个程序到主存。选择fact.s作为例子）fact.s计算一个整型值的阶乘，它的运行还需要一个辅助文件input.s,input.s中包含一个子程序，它读标准输入（键盘）并将值存入DLX处理器的通用寄存器R1中。为此）选择File/LoadCodeorData,窗口中

6、会列出目录中所有汇编程序。按如下步骤操作，可将这两个文件装入主存。?点击select钮？点击?点击fact.s?点击select按钮？点击input.sload按钮双击Code窗口图标，里面显示的内容是两个程序（fact.s和input.s）加载到内存中的情况+口|11TEXT'i3miaiDiMur.O.MDIE*-3卜但JLhtgrHnrar疝什，Hfh1od'D.JU口工？rrr府什WiPQklJil-l上K：F."iLTrii?'ri112flE,luiWnaing1d3.皿MUN加阂小oieww：田晶3Fi-h.fcWSiiJU.巾由1b踏电MM期上

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8、ooooinofo>=t.riaidrG5TE1TOkJOCii)l2iLfmut.lrorOimnOlKLfut.FinishGinput工nputUnuEEUk.ijiJOOi4LiJifiiJtLoiipnxODOOOi4Linp'utFinishOk100DIODOLt-aict.Frcn-iptI"：II«'I'；='/1'xlOOQIEIlQI?工f.Print,口HUMLJW日LI.叱Jt.LhLlLFoETOwOOOniQZcLr：i.Print.tValwgDe：0aiH314Lin|：utE-adauf

9、63;er现在开始执行程序，首先双击Register子窗口，可以看到DLX的全部寄存器及其内容，观察左上角的PC寄存器，其值为0x00000100,也就是说程序会从内存0x0000010眦开始执行。在程序执行过程中，随时可以点击Register子窗口来观察各个寄存器内容的变化。式一匕脏二皿1顿,牙1:。口口 UH 叫口口£13=tEacoaciooF3=二 HXKQQDMQMQ的匹OhDQQDOfDDsn-an'- meF*Li-心工口口 Dnd EliSI-匚工加nwwssa-:»xdCDdciadK-*口皿皿鲍QM-1DMDMCiaKL-.mflCBfliLji

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12、 F F FF rrr FfKrLSDBh-再双击Pipeline子窗口，最大化该子窗口，可以看到DLX流水线的基本结构，在代表每个流水段的方框中，交叉线表示该方框目前没有执行指令，此时，所有方框均为交叉线，表明流水线没有执行程序在程序执行过程中。聘附用胖哥一巴M=ltiMndow曰Nimo.CogwtflkM再电也"Hdp一MaiElaiidEXinwEX我按了两次F7,流水线执行了两个周期，装入了两条指令。切换到Register子窗口，可以看到PC变为0x00000108,这是流水线下一步要装入的第三条指令的地址，但根据程序的意思，第三条指令应该执行地址0x00000144所指的

13、指令，因为第二条指令是跳转指令(JALInputUnsigned)。第三次按下F7键，从Pipeline子窗口我看到，已经进入流水线的两条指令分别进入流水线的第三段intEX段和第二段IF段(在Code子窗口中指令的颜色相应发生变化)映Q嚼QQQQ Fl.I-DF3J®aOdODDiidO F11-dfrti-xuOODOOOO Fl-D3amm-rw- MEKOI IiIf-1 修.14QmQCh /了“ E:网*!>日通田limrrnlh咋CMXMKDJ?,1«dL LddvChWJ5 l:LM.XPX1J4<-|Eli>XC =F13-orzs-Rg

14、gggF120/，型口口的口。口口ElJ-DF3Q-fpl Jd- :- 'I ,«l，通flr” II-"叫 WE 1”.他=ipl ! h.F nohTiu Z2 J ;.!我已经让流水线执行了3个周期，但还没有一条指令执行结束。现在双击ClockCycleDiagram子窗口，它显示DLX流水线的时空图。第五次按下F7键，我看到第一条指令到达流水线的最后一段，为了了解该指令在流水线的每个段具体都做了些什么)在Clockcyclediagram子窗口中双击该指令，会看到一个如图所示的“Informationaboutaddiri)r0)0x1000'的子

15、窗口，该窗口详细显示了该指令在每一个流水段处理器内部的执行动作_ 工 ClbcL: CycleIruinjc cris / Efch;Mdirl iniVIXDiai npiXJnwwdMCM2ntncjisSa'.BRZliOL-?TwSa.BF：:|r0lU3口 tgel-dE?二以nr I rffladdlrlUrOnDODIFIDAdr.： JTEXT d上 oooiiocn；mFl-dir«-8|LdU河卜口由 liL ur Ci/c e 77?CjJCET 1|1|Ti-HiirHisd lUEcesii'JyiklARi FT MTF>aiIRM斜

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17、akpoints子窗口）我看到里面什么都没有。向Code窗口中包含指令trap0x5的0x0000015c行，该指令是写屏幕的系统调用。击指令行）然后点击主窗口菜单Code,单击SetBreakpoint（确保指令行仍被标记）将弹出一个如图所示的“SetBreakpoint窗口。可以选择指令运行到流水线的哪一阶段时,程序停止执行.点击OK关闭窗口。在Code窗口中,我看到指令trap0x5行上出现了“"BID”字样,它表示当本指令在译码段时，程序中止执行。1nput*JrfrE.gred-I?:CtaeS-匚11口的OZOJ15cIDha-iCMiT，,：kn。为“4卦1H:_1.p

18、Dll1.；LQ.D-IDUn?iD2；E"D_DCnTii:：OCnj4加叩1RjD-DOt3teTfniiiffljii典IhDDDDDIdkIhDDnDDISO&OQOOOTUl：H：lljjCnf£：OiOODDCnScthDDDDDIGOF”，174MMMDDOSC*atf"letM丈MKE皿二:口口二5IM+JI'：壮丁7QkZW配W311上"：imi吗口BIDIMUDOOOSIT£Wlrin=4IF-IPIMlAsd弱31M12''.'ii.mr*L11”亦4H翔ErCIkE烟2SKIS加唱

19、二D|.llSlMJ刍的却口-fll.!"smS.bvcH,0|.|5twinpUiiPiHlkdlilf血rllrillh购Ed%xHrlWklOU点击Execution/Run或按F5键，程序就会连续向前运行，直到碰到我设置的断点后停下来，此时会出现一个提示对话框“ID-Stage:reachedatBreakpoint#r按OK按钮关闭。现在可以激活任何一个子窗口，观察希望看到的结果，然后按F5键继续运行,屏幕上会出现DLX-Standard-I/O对话框，要求输入一个整型值。输入20后按回车键，程序会继续模拟运行，直至出现提示框“Trap#0occurred”表明最后一条指令

20、trap0已经执行，Trap指令中编号“0”没有定义，只是用来终止程序。点击主窗口中Execute菜单下“DisplayDLX-I/O”选项,你会看到输出结果口。 DLX-Standard-1/OAn integer value >120Factorial s 2.4329e+18(20的阶乘)为2.4329e+18。点击OK关闭窗OK激活子窗口Statistics,可以看到该窗口提供了各个方面的信息：模拟中硬件配置情况、暂停及原因、条件分支、Load/Store指令、浮点指令和trapso窗口中给出事件发生的次数和百分比，如RAWstalls：17(7.91%ofallCycles)利用这些数据，可以定量的比较各种改善流水线性能的技术对程序运行的影响情况。Total:215CyclefsJIDewecutedbv145IrbStructiorife.11nstructionl)currentlyinPipeline.H&rdwarec