某程序中有有如下循环代码段 “for(i=0;i<N;i++)sum+=A[i];”。假设编译时变量sum和i分别分配在寄存器R1和R2中。常量N在寄存器R6中,数组A的首地址在寄存器R3中,程序段P起始地址为0804 8100H,对应的汇编代码和机器代码如题44表所示
编号 | 地址 | 机器代码 | 汇编代码 | 注释 |
1 | 08048100H | 00022080H | Loop: all R4;R2,2 | (R2)<<2 R4 |
2 | 08048104H | 00083020H | Add R4;R4,R3 | (R4)+( R3) R4 |
3 | 08048108H | 8C850000H | Load R4;0(R4) | ((R4)+0)( R3) R5 |
4 | 0804810CH | 00250820H | Add R1;R1,R5 | (R1)+( R5) R1 |
5 | 08048110CH | 2042000H | Addi R2;R2,1 | (R2)+2 R4 |
6 | 08048114CH | 1446FFFAH | Bne R2;R2,loop | if(R2)!= (R6)go to loop |
执行上述代码的计算机M采用32位定长指令字,其中分支指令Bne采用如下格式,
Op为操作码:Rs和Rd为寄存器编号:OFFSET为偏移量,用补码表示。请回答下列问题,并说明理由。
(1)M的存储器编址单位是什么?
(2)已知sll指令实现左移功能,数组A中每个元素占多少位?
(3)题44表中bne指令的OFFSET字段的值是多少?已知bne指令采用相对寻址方式,当前PC内容为bne指令地址,通过分析题44表中指令地址和bne指令内容,推断出bne指令的转移目标地址计算公式。
(4)若M采用如下“按序发射、按序完成”的5级指令流水线:IF(取指)、ID(译码及取数)、EXE(执行)、MEM(访存)、WB(写回寄存器),且硬件不采取任何转发措施,分支指令的执行均引起3个时钟周期阻塞,则P中那些指令的执行会由于数据相关而发生流水线阻塞?哪条指令的执行会发生控制冒险?为什么指令1的执行不会因为与指令5的数据相关而发生阻塞?