# COA_exp

**Repository Path**: themql/COA_exp

## Basic Information

- **Project Name**: COA_exp
- **Description**: 计算机组成原理与系统结构实验（Computer Organization and Architecture experiment）
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 0
- **Created**: 2022-04-29
- **Last Updated**: 2023-09-17

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

## 实现指令

### R型

| 字段            | OP      | rs  | rt    | rd    | shamt | func    | 功能描述               |
| ------------- | ------- | --- | ----- | ----- | ----- | ------- | ------------------ |
| 位数            | 6       | 5   | 5     | 5     | 5     | 6       |                    |
| 汇编助记符         | 编码      |     |       |       |       |         |                    |
| add rd,rs,rt  | 000_000 | rs  | rt    | rd    | 00000 | 100_000 | rs + rt -> rd      |
| sub rd,rs,rt  | 000_000 | rs  | rt    | rd    | 00000 | 100_010 | rs - rt -> rd      |
| and rd,rs,rt  | 000_000 | rs  | rt    | rd    | 00000 | 100_100 | rs & rt -> rd      |
| or rd,rs,rt   | 000_000 |     |       |       | 00000 | 100_101 | rs \| rt -> rd     |
| xor rd,rs,rt  | 000_000 |     |       |       | 00000 | 100_110 | rs ^ rt -> td      |
| nor rd,rs,rt  | 000_000 |     |       |       | 00000 | 100_111 | ~ (rs \| rt) -> rd |
| sltu rd,rs,rt | 000_000 |     |       |       | 00000 | 101_011 | (rs < rt) ?1 :0    |
| sllv rd,rt,rs | 000_000 |     |       |       | 00000 | 000_100 | rt << rs -> rd     |
| jr rs         | 000_000 | rs  | 00000 | 00000 | 00000 | 001_000 | rs -> PC           |

### I型

| 字段               | OP      | rs  | rt  | imm    | 功能描述                                  |
| ---------------- | ------- | --- | --- | ------ | ------------------------------------- |
| 位数               | 6       | 5   | 5   | 16     |                                       |
| 汇编助记符            | 编码      |     |     |        |                                       |
| addi rt,rs,imm   | 001_000 | rs  | rt  | imm    | rs + imm -> rt                        |
| andi rt,rs,imm   | 001_100 |     |     |        | rs & imm -> rt                        |
| xori rt,rs,imm   | 001_110 |     |     |        | rs ^ imm -> rt                        |
| sltiu rt,rs,imm  | 001_011 |     |     |        | (rs < imm) ?1 :0                      |
| beq rs,rt,label  | 000_100 | rs  | rt  | offset | (rs == rt) ?PC + 4 + offset * 4 -> PC |
| bne rs,rt,label  | 000_101 | rs  | rt  | offset | (rs != rt) ?PC + 4 + offset * 4 -> PC |
| lw rt,offset(rs) | 100_011 | rs  | rt  | offset | (rs + offset) -> rt                   |
| sw rt,offset     | 101_011 | rs  | rt  | offset | rt -> (rs + offset)                   |

### J型

| 字段        | OP      | address | 功能描述                                                                                        |
| --------- | ------- | ------- | ------------------------------------------------------------------------------------------- |
| 位数        | 6       | 26      |                                                                                             |
| 汇编助记符     | 编码      |         |                                                                                             |
| j label   | 000_010 | address | {(PC + 4)[31 -: 4], address, 2'b00} -> PC                                                   |
| jal label | 000_011 | address | (PC + 4) -> \$31（单周期实现）/ (PC + 8) -> \$31（流水线实现）, {(PC + 4)[31 -: 4], address, 2'b00} -> PC |

## 汇编转机器码

安装好工具链（mips-2013.05-65-mips-sde-elf），使用如下脚本生成mif文件

https://github.com/Ellen7ions/bin2mem

Q：为什么和书里给的机器码有点不一样？

A：MIPS标准指令系统考虑到流水线延迟，引入分支延迟槽，就是位于分支指令后面的一条指令，不管分支发生与否其总是被执行。所以本实验用编译器生成的机器码，每条跳转指令后都有一条空指令（00000000）。