コンピュータアーキテクチャI課題と解答例(第5回)

2015.11.4
コンピュータアーキテクチャI 課題と解答例 (第 5 回)
1. 講義ノート 3 の演習 6 から演習 10 までをやってください．
• 演習 6：
add
$t1, $s4, $s4 #i*2
add
add
$t1, $t1, $t1 #i*4：オフセットを求める．
$t1, $s3, $t1 #A[i] のアドレスを求める．
lw
add
$t0, 0($t1)
#A[i] の値をレジスタにロード
$s1, $s2, $t0 #g=h+A[i]
演習 6 で i を 4 倍するのは，バイトオフセットを求めるためである．3 行目で A[i] の格納ア
ドレスが求められる．
（C 言語で言うところの&A[i] を求めることに相当．
）4 行目では，$t1
をベースレジスタとして，メモリからデータをロードする．$t1 は A[i] のアドレスを持って
いるので，オフセットは 0 でよい．
• 演習 7：
add
$t0, $s1, $s2
add は (0,32), $t0 は 8，$s1, $s2 はそれぞれ 17,18 である．いずれも 10 進数．よって，
6
5
5
5
5
6
0
17
18
8
0
32
となる．これを 2 進数で表記して，
6
5
5
5
5
6
000000
10001
10010
01000
00000
100000
を得る．これを 32 ビットの 16 進数で表せば，下記を得る．
0X02324020
• 演習 8：
lw
$t0, 1200($t1)
lw は 35, $t0, $t1 はそれぞれ 8,9 である．いずれも 10 進数．よって，
6
5
5
16
35
9
8
1200
となる．これを 2 進数で表記して，
6
5
5
16
100011
01001
01000
0000010010110000
を得る．これを 32 ビットの 16 進数で表せば，下記を得る．
0X8D2804B0
1
• 演習 9：
lw
$t2, 1200($t1)
#A[300] をロード
add
sw
$t2, $s2, $t2
$t2, 1200($t1)
#h+A[300]
#結果を A[300] にストア
機械語表現 (16 進数表現)
0X8D4A04B0
0X024A5020
0XAD4A04B0
• 演習 10：
下図のようになります．
SW命令の流れ
レジスタファイル
命令メモリ
データメモリ
ＡＬＵ
Ladr
Radr
選択
PC
命令解読
制御信号
課題 2 教科書の問題 2.6 の前半 (2.6.1 - 2.6.3) をやってください．
問題 2.6.1
a.
f= -g + h + B[1];
コンパイル結果は，
sub $t0, $s2, $s1
lw $t1, 4($s7)
#t0=h-g
#t1=B[1]
add $s0, $t0, $t1
#f=-g+h+B[1]
となる．
b.
f= A[B[g]+1];
コンパイル結果は，
sll $t0, $s1, 2
add $t0, $t0, $s7
lw $t1, 0($t0)
#t0=g*4
#&B[g]
#t1=B[g]
addi $t1, $t1, 1
#t1=B[g]+1
2
sll
add
lw
$t1, $t1, 2
$t1, $s6, $t1
$s0, 0($t1)
#t1=(B[g]+1)*4
#&A[B[g]+1]
#f=A[B[g]+1]
となる．
問題 2.6.2
a. は 3 命令，b. は 7 命令．
問題 2.6.3
a. は 6 個であるが，次のようにコンパイルすれば 5 個で済む．
lw
$t0, 4($s7)
sub $t0, $t0, $s1
add $s0, $t0, $s2
#t0=B[1]
#t0=t0-g
#f=-g+h+B[1]
b. は 6 個であるが，次のようにコンパイルすれば 5 個で済む．
sll $t0, $s1, 2
add $t0, $t0, $s7
#t0=g*4
#&B[g]
lw $t0, 0($t0)
addi $t0, $t0, 1
#t0=B[g]
#t0=B[g]+1
sll $t0, $t0, 2
add $t0, $s6, $t0
lw $s0, 0($t0)
#t0=(B[g]+1)*4
#&A[B[g]+1]
#f=A[B[g]+1]
3

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