Arquitetura do conjunto de instruções

1. palavra de 32 bits
2. 8 registradores de 32 bits com os respectivos identificadores: 0,1,2,3,4,5,6,7, sendo que o registrador 0 armazena o valor constante 0
3. capacidade máxima de endereçamento de 65536 palavras de memória
4. instruções de 32 bits

Instrução em Linguagem de Montagem	Ação
add regA regB destreg	soma o conteúdo do registrador regA com o conteúdo de regB e armazena resultado no registrador destreg
addi regA regB imediato	soma o conteúdo do registrador regA com o valor imediato e armazena resultado no registrador regB
lw regA regB deslocamento	carrega no registrador regB o conteúdo da palavra da memória cujo endereço é a soma do conteúdo do registrador regA com o valor deslocamento
sw regA regB deslocamento	armazena o conteúdo do registrador regB na palavra da memória cujo endereço é a soma do conteúdo do registrador regA com o valor deslocamento
beq regA regB deslocamento	caso os conteúdos dos registradores regA e regB sejam iguais, vai para o endereço PC+1+deslocamento, onde PC é o endereço da instrução beq
halt	incrementa o valor de PC e para execução do programa
noop	incrementa o valor de PC e vai para próxima instrução

As instruções possuem 32 bits e são codificadas da seguinte maneira:

• bits 31-25 não são utilizados e devem ser iguais a 0
• bits 24-22: código de operação
• instrução add
  • bits 21-19: regA
  • bits 18-16: regB
  • bits 15-3: não utilizados (devem ser iguais a 0)
  • bits 2-0: destreg
• instrução addi,lw, sw, beq:
  • bits 21-19: regA
  • bits 18-16: regB
  • bits 15-0: valor em complemento a 2
• instrução halt,noop:
  • bits 21-0: não utilizados (devem ser iguais a o)

Simulador

O formato de cada linha de programa deve ser o seguinte:

label<espaço>instrução<espaço>campo 0<espaço>campo 1<espaço>campo 2<espaço>comentários

O campo mais à esquerda deve ser o campo label que deve conter no máximo 6 caracteres e pode conter letras ou números e sempre começar por letra.O campo label é opcional, mas o espaço após este campo é necessário.

Para cada tipo de instrução os campos 0, 1 e 2 são utilizados de forma diversa:

• instrução add requer 3 campos: campo 0 é regA, campo 1 é regB e campo 2 é destreg
• instruções addi, lw, sw e beq requerem 3 campos: campo 0 é regA, campo 1 é regB e campo 2 é um valor numérico ou um endereço simbólico que consiste de um label
• as instruções noop e halt não requerem campos

Além das instruções, um programa escrito em linguagem de montagem pode conter diretivas para o montador do programa. A única diretiva utilizada neste simulador é a diretiva

.fill <valor numérico ou label>

Como utilizar o simulador

O programa prog1.asc mostrado abaixo soma os valores 5 e 10 e coloca o resultado no registrador 3.

     addi 0 1 5
     lw   0 2 val
     add  1 2 3
     halt
val  .fill 10

Caso o programa tenha sido traduzido com sucesso, verifique o código gerado pelo montador mostrado na janela Display e confirme se o código gerado está correto.

Agora, você irá executar o programa passo a passo. Escolha a opção CPU, Executar Passo-a-Passo. O simulador mostra o conteúdo dos 8 registradores e de dois outros registradores: Contador de Instruções que indica o endereço da instrução a ser executada e Registrador de Instruções que contém a instrução.

Execute uma instrução de cada vez, clicando o botão Executar ao lado da janela Display e verifique como o conteúdo dos registradores é modificado.

Questão 1:

Questão 2:

Implementação de laços

(for i=4;i>0;i--);

Supondo que a variável i esteja alocada ao registrador 1, o programa prog2.asc mostrado abaixo implementa este comando:

      addi 0 1 4
ini   beq 0 1 fim
      addi 1 1 -1
      beq 0 0 ini
fim   halt

Questão 3:

int x,i;
x=3;
for (i=5;i>0;i--)
   x=x+2;