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1、实验一熟悉模拟器WinDLX的使用一、实验目的1. 熟练掌握WinDLX模拟器的操作和使用，熟悉DLX指令集结构及其特点。2. 加深对计算机流水线基本概念的理解。3. 了解DLX基本流水线各段的功能以及基本操作。二、实验平台WinDLX模拟器三、实验任务用WinDLX模拟器执行下列两个程序：求阶乘程序fact.s 求最大公倍数程序gcm.s 分别以步进、连续、设置断点的方式运行程序，观察程序在流水线中的执行 情况，观察CPU中寄存器和存储器的内容。熟练掌握WinDLX的操作和使用。1. 用WinDLX模拟器执行求阶乘程序fact.s（1）用WinDLX模拟器执行求阶乘程序fact.s。这个程序
2、说明浮点指令的 使用。该程序从标准输入读入一个整数，求其阶乘，然后将结果输出。该程序中 调用了 input.s中的输入子程序，这个子程序用于读入正整数。（2） 输入数据“3”，采用单步执行方法，完成程序并通过使用WinDLX， 总结WinDLX的特点。（3）注意观察变量说明语句所建立的数据区，理解WinDLX指令系统。（4）分别以步进、连续、设置断点的方式运行程序，观察程序在流水线中 的执行情况，观察CPU中寄存器和存储器的内容。熟练掌握WinDLX的操作和使 用。2. 用WinDLX模拟器求最大公约数程序gcm.s（1）用WinDLX模拟器执行程序。该程序从标准输入读入两个整数，求他们 的g
3、reatest common measure，然后将结果写到标准输出。该程序中调用了 input.s中的输入子程序。（2）给出两组数6、3和6、1,采用单步和连续混合执行的方法完成程序， 注意中间过程和寄存器的变化情况，观察流水线工作情况。然后单击主菜单上的 execute/display dlx-i/o,观察结果。（3 ）分别以步进、连续、设置断点的方式运行程序，观察程序在流水线中 的执行情况，观察CPU中寄存器和存储器的内容。实验结果：1、（1）导入 fac t.s 和 inp ut .s 代码Load Codie or Datainput, sFilename:Directorv：止 抑
4、 ndhFiles:Directories:factsd:windlxinput.s(2)单步执行轻 WINDLX心廿&-9-hFile Window Execute Memory Configuration BreakpointsHelp RegisterFC=0x00000158IMAR=0x00000154IR=0xa.c01109CA=0x00000000AHI =0x00000000El=OxOOOOOOOCEIHI =OkOOOOOOOCBTA =0x00000000ALU=OxOOOOOOOCALUHI=0k0000000CFFSR=OkOOOOOOOODMAR=0x000010
5、9cSDR=OxOOOOOOOCSDRHI = 0k0000000i：LDE=0x00000000LDRHI = 0x00000001：R0 =0x00000000Rl =0x00001000R2 =OxOOOOOOOCR3 =OkOOOOOOOCR4 =0x00000000R5 =OxOOOOOOOCR& =0x000000001-|n| x|垂 Pipeline-0123456789012345678970911111111112222222222RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRriKOOOOOOOO OxOOOOOOOO 0x00000000 riKOOOOOOOO OhO
6、OOOOOOO 0x00000000 0x00000000 l：lHl：ll：ll：ll：ll：ll：ll：ll：l 0x00000000 0x00000000 riHOOOOOOOO 0x00000000 0x00000000 riKOOOOOOOO 0x00000000 0x00000000 riKOOOOOOOO OhOOOOOOOO 0x00000000 0x00000000 l：lHl：ll：ll：ll：ll：ll：ll：ll：l 0x00000000 0x00000000R30= OkOOOR31= OkOOOF0 =Fl =F2 =F3 =F4 =F5 =F6 =F7 =F8 =
7、F9 =F10 =Fll =F12 =Fl 3 =F14 =F15 =Fl 6 =F17 =F18 =Fl 9 =F20 =阳 Clock Cycle DiagramI nstructions Cycles addi r1,rO,Ox1OOO jal InputU nsigned movi2fp fl Ojl sw SaveR2(rO)j2 sw SaveR3(rO),r3 sw SaveR4(rO),r4 sw SaveR5(rO)j5 sw input PrinHPar(rO)j1IFIDintEXMEMWEIInt-Sta gesfdivEXmain+OxI 40x00405835mov
8、i2fp f11.r2main+CiMl 80w0560100dcvti2d f2J11main+OxI c0x00402033movd f4.,f2-由匚t.Loop0x0404001cled f0,f40x000001240w1800000cbfpt fact. Finish0x000001280w04401006multd f2,f2,f00x0000012c0x04040005subd f0,f0,f40x00000130OwObffffeci fact.Lo tp0x000001340wbc02102csd PrintfValue(rO)J20x000001380x200e1028a
9、ddi rl 4.r0.0:-:i 0280x0000013c0x44000005trap 0x50x000001400w44000000trap OwO0x000001440xac021094 WBsw SaveR2(rO)j20x000001480xac031098 MEMsSaveR3r01j0x0000014c0wac04109c intEXsw SaveR4(rO j4已 Code0x000001500xac051OaO IDsw SaveR5(rO)j5x亠0x000001540xac011090 IFsw input PrinUPar(rO)j1 (30x00000158n. .
10、rinnrind c.0w200e1090n.x .innnnncaddi r14j0,0x1090_y 1 ok/s Breakpoints-! x|-|n| I .7-6-5-4-3-2-1,o |riFHid-B | mem | wb |:| IF | ID | intEX | MEM | WB |:| IF | aborted:| IF | ID |ntEX | MEM | WB | IF | ID IhtEX | MEM |；I IF | ID | intEX |:1 IF | ID |I IF |StatisticsTotal: 0 Cycleisj executed.ID exe
11、cuted by 6 Instructon(s5 Instruction(s) currently in Pipeline.Hardwar已 匚:口n f i gura.t i cm : Memory size: 32768 Bytes faddEX-Stages: 1Z required Cycles: 2 fmulEX-Stages: 1, required Cycles: 5 fdivEX-Stages: 1, required Cycles: 19 Forwarding enabled.Etalls:RAW stalls: 0 (0.00 of all Cycles), thereof
12、:LD ：肘k: dMl乓讨F血M d弧Branch/Jump stalls: 0 (0.00 of RAW stallsFloating point stalls: 0 (0.00 of RAW stalls)WAW stalls: 0 (0.00 of all Cycles)-|n| x|rl14:262013/6/1流水线:J Clock Cycle DiagramInstructions / Cyclesaddi r1j0,0x1000IF | ID | intEX | MEM | WEjal InputUnsignedIF | ID | intEX | MEMmovi2fp f10j
13、1IFsw SaveR2(rOj2sw SaveR3(rOj3sw SaveR4(rOj4sw SaveR5(rOj5sw input.PrintfPar(rOj1aborted寄存器的值:S RegisterPC=0x0000015R7 =OkOOOOOOOOR30=0k000IMAR =0k00000154RS =OkOOOOOOOOR31=0k000IR =0KSC011090R9 =OkOOOOOOOOF0A=OkOOOOOOOORIOOkOOOOOOOOFlAHI =OkOOOOOOOORll0x00000000F2B=OkOOOOOOOOR120x00000000F3BHI =OkOOOOOOOOR130x00000000F4BTA=OkOOOOOOOOR140x00000000F5ALU=OkOOOOOOOOR15OkOOOOOOOOF6ALUHI=OkOOOOOOOOR16OkOOOOOOOOF7FP=；R =nririnrinrinnPI 7nrinrinrinrinRfiUXIJUUUU 1UKUUUilUiUi：u 厂 nrii.i vdiut：|ij|.i1i-0x000001380x200e102Saddi r14/0,0x10280x0000013c0x44000005trap 0x
