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1.2 WinDLX模拟器安装方法WinDLX 包含windlx.exe和windlx.hlp文件 1.3 WinDLX使用说明接下来以计算数的阶乘为例介绍Wi
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《计算机体系结构》实验指导手册
(第二版)
计算机科学与技术学院
目 录
1 WinDLX 模拟器介绍 .................................................................................................................1
1.1 WinDLX 简介 .....................................................................................................................1
1.2 WinDLX 模拟器安装方法 .................................................................................................1
1.3 WinDLX 使用说明 .............................................................................................................2
1.3.1 WinDLX 的启动和装载程序 ..................................................................................2
1.3.2 WinDLX 子窗口讲解 ..............................................................................................4
2 WINDLX 汇编语言简介 ..........................................................................................................10
2.1 伪指令................................................................................................................................10
2.2 WinDLX 指令分类 ...........................................................................................................10
2.3Trap 机制............................................................................................................................12
2.4 常用指令详细讲解............................................................................................................13
3 实例分析....................................................................................................................................20
3.1 冒泡排序主程序................................................................................................................21
3.2 输入函数............................................................................................................................23
3.3 运行结果说明....................................................................................................................25
计算机系统结构实验指导手册
1
1 WinDLX 模拟器介绍
1.1 WinDLX 简介
美国 斯坦 福大 学计 算机 系 Hennessy 教授 和加 州伯 克利 分校 计算 机系
Patterson 教授是计算机系统结构领域非常受人尊敬的学者和开拓者。John
Hennessy 精通软硬件两个方面,是具有传奇色彩的 MIPS 编译器和几代 MIPS 硬
件产品技术上的领导者。David Paterson 是 RISC 的最初提倡者之一,他首创了
RISC 一词,定义了 RISC 的含义,是 Sun 公司 SPARC 处理器的主要顾问。他提
出了 RAID(独立/廉价磁盘冗余阵列)的概念,推动了为海量数据服务器提供磁
盘存储解决方案的工业革命,并且还提出了 NOW(工作站网络)的概念。DLX
指令集结构是两位教授对当前大多数指令集结构研究的结果,DLX 指令集是一
种多元未饱和型指令集结构,它体现了当今多种机器指令集结构的共同特点:具
有一个简单的 Load/Store 指令集;注重指令流水效率;简化指令的译码;高效
支持编译器等。同时 DLX 指令集是一种适合于学习和研究的指令集结构模型。
WinDLX 模拟器是一个基于 Windows 操作系统的图形化、交互式 DLX 指令
集模拟器,能够演示 DLX 指令集流水线是如何工作的。该模拟器可以装载 DLX
汇编语言程序(后缀为“.s”的文件),然后单步、设断点或是连续执行该程序。CPU
的寄存器、流水线、I/O 和存储器都用图形进行表示,以形象生动的方式描述 DLX
流水线的工作过程。模拟器还提供了对流水线操作的统计功能,便于对流水线进
行性能分析。
1.2 WinDLX 模拟器安装方法
WinDLX 包含 windlx.exe 和 windlx.hlp 文件。同时,还需要一些扩展名为.s
的汇编源代码文件。在 window 操作系统中按以下步骤安装 WinDLX:
(1)为 WinDLX 创建目录,例如 D:\WINDLX,注意受编译的约束,路径名中
不可以包含汉字。
(2)解压 WinDLX 软件包或拷贝所有的 WinDLX 文件(至少包含 windlx.exe,
windlx.hlp,fact.s 和 input.s )到这个 WinDLX 目录。
计算机系统结构实验指导手册
2
1.3 WinDLX 使用说明
接下来以计算数的阶乘为例介绍 WinDLX 的使用,我们将用到两个.s 汇编
源码文件:fact.s 和 input.s,input.s 用来从键盘中读数,fact.s 用来计算所读数的
阶乘。
1.3.1 WinDLX 的启动和装载程序
在解压后的文件夹中选中并双击 windlx.exe 图标启动 WinDLX,将会看到如
图 1.1 所示 winDLX 启动界面。
图 1.1 WinDLX 启动界面
为了初始化模拟器, 点击图 1.1 中 File 菜单中的“Reset all”菜单项,弹出
如图 1.2 所示“Reset DLX”对话框。然后点击窗口中的“确认”按钮即可。
图 1.2 Reset DLX 对话框
装载阶乘程序到主存。点击图 1.1 中 File/Load Code or Data,窗口中会列出
目录中所有汇编源代码文件,如图 1.3 所示。
计算机系统结构实验指导手册
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图 1.3 装载程序界面
我们在前面已经提到,fact.s 计算一个正整型值的阶乘,input.s 是一个源码
子程序,它的主要功能是读标准输入(键盘)并将值存入 DLX 处理器的通用寄
存器 R1 中。按如下步骤操作,可将这两个文件装入主存。
· 点击 fact.s
· 点击 select 按钮
· 点击 input.s
· 点击 select 按钮
· 点击 load 按钮
装载文件的顺序很关键,它决定了文件在存储器中出现的顺序。主程序应该
首先装载,再按照子程序在主程序中调用的先后顺序进行装载,此程序只有一个
子程序,主程序装载完成后进行装载即可。装载完成后会弹出如图 1.4 所示提示
装载成 功对话 框,对 话框中 会显示信 息“File(s) loaded successfully. Reset
DLX?”,点击“是(Y)” 按钮确认。这样,文件就已被装入到存储器中了。
图 1.4 提示装载成功对话框
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