微机原理实验报告.docx

1、微机原理实验报告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： ： 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,Y;Int Z50;Y=56;For(k=0;k50;K+) Zk=Y-16*(k/

2、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赋值int K, Y ;int Z50 ;K=0;Y = 56;计算ZK = Y - 16 * ( K / 4 + 210) ;K=k+1K50结束开始赋值int K, Y ;int Z50 ;K=0;Y = 56;K50计

3、算ZK = Y - 16 * ( K / 4 + 210) ;K=k+1结束slti $t2,$t0,50 #判断k是否小于50，beq $t2,$0，#是则结束 #否,循环 否 否 是 是 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 #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

4、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 $a0,$s0,0syscallli $v0,4 #输出间隔la $a0,strsyscalladdi $s0,$s0,4 #地址移一位

5、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

6、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fffff318Z0268500992fffff2b8Z25268501092fffff318Z1268500996fffff2b8Z26268501096fffff318Z2268501000fffff2b8Z27268501100fffff318Z3268501004fffff2a8Z28268501104fffff308Z4268501008fffff2a8Z29268501108fffff308Z5268501012fffff2a8Z30268501112

7、fffff308Z6268501016fffff2a8Z31268501116fffff308Z7268501020fffff298Z32268501120fffff2f8Z8268501024fffff298Z33268501124fffff2f8Z9268501028fffff298Z34268501128fffff2f8Z10268501032fffff298Z35268501132fffff2f8Z11268501036fffff288Z36268501136fffff2e8Z12268501040fffff288Z37268501140fffff2e8Z13268501044ffff

8、f288Z38268501144fffff2e8Z14268501048fffff288Z39268501148fffff2e8Z15268501052fffff278Z40268501152fffff2d8Z16268501056fffff278Z41268501156fffff2d8Z17268501060fffff278Z42268501160fffff2d8Z18268501064fffff278Z43268501164fffff2d8Z19268501068fffff268Z44268501168fffff2c8Z20268501072fffff268Z45268501172ffff

9、f2c8Z21268501076fffff268Z46268501176fffff2c8Z22268501080fffff268Z47268501180fffff2c8Z23268501084fffff258Z48268501184fffff2b8Z24268501088fffff258Z49268501188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 0c100009jal 0x00400024 main 00400018 00000000nop 0040001c 3402000aori $2, $0, 1000400020 00

10、00000csyscall00400024 3c101001lui $16, 4097 z 00400028 34080000ori $8, $0, 0 0040002c 34090038ori $9, $0, 56 00400030 290a0032slti $10, $8, 5000400034 11400010beq $10, $0, 64 done-0x0040003400400038 00085882srl $11, $8, 20040003c 216b00d2addi $11, $11, 21000400040 000b5900sll $11, $11, 400400044 012

11、b5822sub $11, $9, $11 00400048 ae0b0000sw $11, 0($16)0040004c 34020001ori $2, $0, 100400050 22040000addi $4, $16, 000400054 0000000csyscall00400058 34020004ori $2, $0, 4地址 机器码 汇编指令0040005c 3c011001lui $1, 4097 str00400060 342400c8 ori $4, $1, 200 str 00400064 0000000c syscall00400068 22100004 addi $

12、16, $16, 40040006c 21080001 addi $8, $8, 100400070 0810000c j 0x00400030 loop00400074 3402000a ori $2, $0, 1000400078 0000000c syscall80000180 0001d821 addu $27, $0, $180000184 3c019000 lui $1, -2867280000188 ac220200 sw $2, 512($1) 8000018c 3c019000 lui $1, -2867280000190 ac240204 sw $4, 516($1) 80000194 401a6800 mfc0 $26, $1380000198 001a2082 srl $4, $26, 28000019c 3084001f andi $4, $4, 3180