Hướng dẫn thực hành Kiến trúc máy tính

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KHOA HỌC & KỸ THUẬT MÁY TÍNH

Hướng dẫn thực hành

Môn: Kiến Trúc Máy Tính - 504002

Bài thực hành số 3

TP. HCM 9/2014

Bảng tóm tắt các lệnh trong bài thực hành

Instruction

Meaning

Instruction Format

add

$s1, $s2, $s3

$s1 = $s2 + $s3

op = 0 rs = $s2 rt = $s3

rd = $s1 sa = 0

f = 0x20

f = 0x21

addu $s1, $s2, $s3

op = 0 rs = $s2 rt = $s3

sub

$s1, $s2, $s3

$s1 = $s2 – $s3

$s1 = $s2 & $s3

$s1 = $s2 | $s3

rd = $s1 sa = 0

f = 0x22

f = 0x23

f = 0x24

f = 0x25

subu $s1, $s2, $s3

and

or

$s1, $s2, $s3

xor

nor

sll

$s1, $s2, $s3

$s1,$s2,10

$s1 = $s2 ^ $s3

$s1 = ~($s2|$s3)

$s1 = $s2 << 10

op = 0 rs = $s2 rt = $s3

rd = $s1 sa = 0

rd = $s1 sa = 10

f = 0x26

f = 0x27

f = 0x00

op = 0

rs = 0

rt = $s2

srl

sra

$s1,$s2,10

$s1 = $s2>>>10

$s1 = $s2 >> 10

(Hi, Lo) = $s1*$s2

rd = $s1 sa = 10

f = 0x02

f = 0x03

f = 0x18

f = 0x19

f = 0x1A

$s1, $s2, 10

mult $s1, $s2

multu $s1, $s2

op = 0 rs = $s1 rt = $s2

rd = 0

sa = 0

div

$s1, $s2

Hi = $s1/$s2

Lo = $s1%$s2

divu $s1, $s2

Hi = $s1/$s2

op = 0 rs = $s1 rt = $s2

rd = 0

sa = 0

f = 0x1B

Lo = $s1%$s2

mfhi $s1

mflo $s1

$s1 = Hi

$s1 = Lo

op = 0

rs = 0

rt = 0

rd = $s1 sa = 0

f = 0x10

f = 0x12

Các lệnh số học/luận lý có hằng số

Imm¹⁶= 10

addi $s1, $s2, 10

addiu $s1, $s2, 10

andi $s1, $s2, 10

$s1 = $s2 + 10

op = 0x8 rs = $s2 rt = $s1

op = 0x9 rs = $s2 rt = $s1

op = 0xc rs = $s2 rt = $s1

op = 0xd rs = $s2 rt = $s1

op = 0xe rs = $s2 rt = $s1

$s1 = $s2 + 10

$s1 = $s2 & 10

$s1 = $s2 | 10

$s1 = $s2 ^ 10

$s1 = 10 << 16

Imm¹⁶= 10

ori

$s1, $s2, 10

xori $s1, $s2, 10

lui

$s1, 10

op = 0xf

0

rt = $s1

Các lệnh rẽ nhánh, nhảy

Imm²⁶

j

label

jump to label

op = 2

Imm¹⁶

0

beq

bne

$s1, $s2, label

branch if ($s1 == $s2) op = 4 rs = $s1 rt = $s2

branch if ($s1 != $s2) op = 5 rs = $s1 rt = $s2

blez $s1, label

bgtz $s1, label

bltz $s1, label

bgez $s1, label

branch if ($s1 <= 0)

branch if ($s1 > 0)

branch if ($s1 < 0)

branch if ($s1 >= 0)

$t0=($s1<$s2?1:0)

op = 6 rs = $s1

op = 7 rs = $s1

op = 1 rs = $s1

0

1

slt

$t0,$s1,$s2

op = 0 rs = $s1 rt = $s2

rd = $t0

f = 0x2a

sltu $t0,$s1,$s2

slti $t0,$s1,10

sltiu $t0,$s1,10

$t0=($s1<$s2?1:0)

$t0=($s1<10?1:0)

op = 0 rs = $s1 rt = $s2

op = 0xa rs = $s1 rt = $t0

op = 0xb rs = $s1 rt = $t0

rd = $t0

0

f = 0x2b

Imm¹⁶= 10

Thực hành kiến trúc máy tính

Bài thực hành sꢀ 3

Bꢀi thꢁc hꢀnh nꢀy nhꢂm mꢃc đꢄch nꢅm đưꢆc cꢇch dꢈng cꢇc lꢉnh rꢊ nhꢇnh, lꢉnh nhꢋy.

Bên cꢌnh đꢍ cꢎng giꢏp sinh viên viꢐt cꢇc chương trꢑnh cꢍ cꢒu trꢏc như cꢇc ngôn ngꢓ cꢒp

cao

Tham khꢀo các sơ đꢁ cꢂu trúc cꢃa phát biểu (if-else, for, while, do-while) ꢄ các hꢅnh sau

để hoàn thành các bài tꢆp bên dưới.

start

i o ng p

u n?

ng

u n?

ng

Sai

nh if

Sai

nh else

Code block

Update u c

end

for

Hꢅnh 1: Cꢂu trúc lꢇnh if/else

end

Hꢅnh 2: cꢂu trúc lꢇnh for

5

Thực hành kiến trúc máy tính

Bài thực hành sꢀ 3

start

Code block

ng

u n?

ng

Sai

Code block

end

Hꢅnh 4: Cꢂu trúc lꢇnh do-while

end

Hꢅnh 3: Cꢂu trúc lꢇnh while

Sinh viên chuyển cꢇc cꢒu trꢏc sau của ngôn ngꢓ C qua ngôn ngꢓ assembly, ꢔ mꢕi câu

thꢁc hꢀnh lưa lꢌi thꢀnh file vꢀ đưꢆc đꢖt tên theo format mssv_lab_bai.[asm,txt]. Vꢄ dꢃ:

5130xxxx_lab2_bai1a.asm

Bài 1. Phát biểu if/ else

Nhꢆp giá trꢈ cꢃa a tꢉ bàn phím. Tính giá trꢈ cꢃa c khi biết b = 20, d = 10.

if (a >= 0) {

c = b + d;

} else {

c = b – d;

}

a, b, c, d lần lược là $s0, $s1, $s2, $s3

6

Thực hành kiến trúc máy tính

Bài thực hành sꢀ 3

# Program: Lab3 bai1; Look at slide #22, #23 of Chapter03_2 for more #

info about the system functions

.data

str_a: .asciiz "\nNhap a: "

output: .asciiz "\nKet qua C: "

.text

main:

# Start of code section

# Execution begins at label "main"

#b = $s1 = 20

addi $s1,$0,20

ori

$s3,$0,10

$v0,4

#d = $s3 = 10

li

la

# system call code for printing string = 4

$a0, str_a # load address of string to be printed into $a0

syscall

li

$v0,5

# system call code for reading an Integer

syscall

or

$s0,$0,$v0 # a = $s0 = $v0 = value read

...

#Putting your code here

li

la

$v0,4

# system call code for printing string = 4

$a0,output # load address of string to be printed into $a0

syscall

# call operating system to perform operation;

# system call code for printing Integer = 1

li

or

$v0,1

$a0,$0,$s2 # load value of c to be printed into $a0

syscall

# call operating system to perform operation;

Bài 2. Phát biểu for

Dꢊng vꢋng lꢌp for để xuꢂt ra giá trꢈ cꢃa số fibonaci thꢍ n. số n đưꢎc nhꢆp tꢉ ngưꢏi dꢊng.

f₀= 0;

f₁= 1;

7

Thực hành kiến trúc máy tính

Bài thực hành sꢀ 3

for ( $t₀= n; $t₀>= 0; $t₀--){

f_n= f_n-1+ f_n-2;

}

Dꢐy số fibonacci (Nguꢁn: http://en.wikipedia.org/wiki/Fibonacci_number)

F₀

F₁

F₂

F₃

F₄

F₅

F₆

F₇

13

F₁₇

987 1597

F₈

21

F₉

34

0

1

2

3

5

8

F₁₀

55

F₁₁

89

F₁₂

F₁₃

F₁₄

F₁₅

F₁₆

F₁₈

F₁₉

144

233

377

610

2584

4181

Bài 3. Phát biểu switch-case

Hiꢇn thực phát biểu switch-case bên dưới bꢑng hꢎp ngꢒ. Cho biết b = 10 , c = 5. Giá trꢈ

input đưꢎc nhꢆp tꢉ ngưꢏi dꢊng.

switch (input)

{

Case 0: a = b + c; break;

case 1: a = b – c; break;

case 2: a = b × c; break;

case 3: a = b ÷ c; break;

default: NOP; break;

}

Bài 4. Phát biểu while

Dꢊng vꢋng lꢌp while để tính tꢓng cꢃa n số đꢔu tiên. Thꢕ nghiꢇm với n ≥ 5

i = 0;

sum = 0;

while ( i != n){

sum = sum + i;

i = i + 1;

}

8

Hướng dẫn thực hành Kiến trúc máy tính - Bài số 3