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2（4）¶
- 操作数在寄存器：立即数；寄存器直接。
- 操作数在存储器：直接；间接；寄存器间接；偏移；栈。
2（9）¶
- 区别：
- 转移指令永远改变程序的执行顺序，跳转时不会保存当前地址作为返回地址。
- 过程调用则是为了调用一个程序，会保存当前地址作为返回地址，程序结束后会返回调用之前保存的地址继续执行。
- 返回指令是否需要地址码：
- 不一定：如果返回地址保存在栈中，程序不需要地址吗参数就能从栈中获取返回地址；但是如果不知道返回地址存储的位置或者没有存储返回地址，就需要附件地址码字进行返回操作。
3¶
- \(220-(258+2)=-40\)这就是第二个字节的内容
- 转化为补码表示
- \(40=00101000\)
- \(-40=11011000=D8\)
6¶
- 由于单个操作数的长度为6位，那么二地址指令的操作码为\(16-2*6=4\)位；单地址操作码为\(16-6=10\)位；零地址为\(16\)位。
- 前\(4\)位最多\(2^4=16\)种，除去二地址剩余\(16-k_2\)，即单地址最大可选数目为\((16-k_2)2^6\)
- 零地址操作占用中间六位的数目\(\lceil k_0/2^6\rceil\)
- 故单地址指令数目最大为\((16-k_2)2^6-\lceil k_0/2^6\rceil\)
7¶
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分析
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由于要支持64种指令，因此opcode的长度应该为6位
-
由于每种操作还需要支持4种读取方式，并且有两个操作数，因此需要额外的4位标识类型
- 不妨令IRSX分别对应：00 01 10 11
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由于寄存器有8个，因此应该使用3位表示寄存器
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立即数和地址都是用16位表示
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RR：
OP(6)|0101|R1(3)|R2(3) - 存储器访问次数：取指令1+执行0=1
- RI：
OP(6)|0100|R1(3)|000|Imm(16) - 存储器访问次数：取指令2+执行0=2
- RS：
OP(6)|0110|R1(3)|R2(3) - 存储器访问次数：取指令1+执行1=2
- RX：
OP(6)|0111|R1(3)|R2(3)|offset(16) - 存储器访问次数：取指令2+执行1=3
- XI：
OP(6)|1100|R1(3)|000|offset(16)|Imm(16) - 存储器访问次数：取指令3+执行2=5
- SI：
OP(6)|1000|R1(3)|000|Imm(16) - 存储器访问次数：取指令2+执行2=4
- SS：
OP(6)|1010|R1(3)|R2(3) - 存储器访问次数： 取指令1+执行3=4
8¶
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OP有4位，因此最多可以有\(2^4=16\)条指令
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由于使用3位表示寄存器，因此最多8个
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主存空间128KB即\(2^{17}\)字，即需要用17位表示地址，即MAR应该有17位
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字长为16位，因此MDR为16位
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由于计算机的字长为16位，那么寄存器的大小也为16位，用补码存储时的数据范围为\(-2^{15}\to2^{15}-1\)
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故转移指令的地址范围为\(PC-2^{15}\to PC+2^{15}-1\)
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机器码：
0010 001 100 010 101 - 寄存器R5发生自增，改变后的内容为5679H
- 寄存器R5自增之后作为目的操作数，即地址5679H发生变化，存储结果\(1234H+5678H=68acH\)
10¶
- 这里加offset[11]主要是为了抵消后面对offset[11:0]进行位扩展造成的影响
- 如果offset[11]=0，则不会产生任何影响
- 如果offset[11]=1，则jalr中扩展后的高20位均为1，加上第一次的1正好全部变成零，从而抵消了符号扩展造成的影响，使得x1==offset
11¶
assembly add t1, t0, t0 add t0, t0, t1 add t1, t1, t1 add t0, t0, t1
13¶
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assembly add t0, zero, zero //将t0初始化为0 loop: beq a1, zero, finish //如果a1==0就跳转到finish add t0, t0, a0 //t0=t0+a0 addi a1, a1, -1 //a1=a1-1 j loop //回到loop标签位置继续执行 finish:addi t0, t0, 100 //t0=t0+100 add a0, t0, zero //a0=t0 -
功能：计算
a=a*b+100
15¶
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b=21&a
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assembly andi t1, t0, 31 -
b=65535&a
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由于RV32I中立即数长度为12，因此不能直接使用andi计算
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65535=1111 111111111111即拆分为15和4095
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assembly lui t3, 15 addi t3, t3, 4095 and t1, t1, t3
17¶
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由于立即数只有12位，因此能跳转的范围尽在当前PC的附近，是很受限的，如果there地址距离here较远，就无法进行跳转
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assembly here:beq, t0, t2, jmp jmp: jal, x0, there ...... there:... -
由于jal接受20位立即数，可跳转的范围要大的多，可以考虑使用