Question

我正在尝试学习测试，我必须了解MIPS和汇编代码。我将尝试写出我认为对于给定问题的正确答案，但我不确定我是否正确

MIPS中的直接操作数32位操作数是否包含任何32位值？

我认为“不 - 从不”因为前16位是为操作码和源+最终寄存器保留的。是正确的还是有些指令可以包含任何32位值？
我们有指令时间（IF = 400ps，ID = 500ps，EX = 450ps，MEM = 500ps，WB = 150ps）

的时钟机智
a）没有管道的处理器？
b）带管道的处理器？

我认为a）是2000ps（所有时间的总和）和b）500ps（表中最大的时间）但是再次，我不确定。
我有以下汇编代码：
```
0x0000      addi t0, $0, 5
0x0004  loop:   beq t0, $0, done
0x0008      nop
0x000C      lw t1, 0x4($0)
0x0010      lw t2, 0x24($0)
0x0014      addi t0, t0, -1
0x0018      j loop
0x001C      nop
0x0020  done
```
我不是100％确定它的作用（因为我不完全理解加载中0x4($0)操作的结果是什么）。我知道有一个for循环（for t=5, ,t >0 t--）。

问题是 - 此缓存的点击率和未命中率是多少以及如何计算

如果你能回答至少前两个问题，那就太好了。

Answer 1

如果您正在谈论MIPS 32位，那么当然，I类指令不可能包含32位立即数。这些指令的布局是（操作码，rs，rt，IMM），它们的大小（6,5,5,16）位。所以立即值只有16位大小。当然，如果架构是64位，那么你可以有更长的立即值。
我假设您参考指令执行的延迟。正如您所指出的，如果没有管道，您需要为所有阶段添加时间。如果处理器使用管道，则必须将时钟设置为与最慢的阶段匹配。对于500ps的情况，无论是解码还是内存阶段。
lw t1, 0x4($0)从内存地址0x4加载一个字（$ 0表示寄存器0始终包含零）并将值存储到t1。因此，如果仔细查看代码，您将看到它始终从位置0x4和0x24加载数据。假设缓存在开头是空的，那么在第一次迭代中您将有两次未命中，而在后续迭代期间没有其他错过。因此，未命中率将是（1 * 2）/（5 * 2）= 2/10 = 1/5。但是，您必须考虑缓存是否以块的形式传输数据。在这种情况下，第一个加载可以传输包含例如64个字节的大块。这将使第二次加载操作不会错过，因此未命中率将降低到1/10。但我不认为这个简单的处理器就是这种情况。

仅供参考，here您有很多关于MIPS架构和ISA的信息。您可能还对计算机体系结构的经典书籍感兴趣：Computer Architecture: A Quantitative Approach

Answer 2

MIPS中的直接操作数32位操作数是否包含任何32位值？

显然不是，因为在MIPS中，指令宽度固定为32位。如果立即数是32位长，则操作码和其他操作数将没有更多的空间

请注意，betabandido所说的关于MIPS64的内容不正确。在MIPS64中，指令长度仍为32位，因此您仍然无法加载任何大于16位的立即数。事实上，我所知道的架构没有修复64位指令。这太浪费了，而且更有可能错过指令缓存。要加载32位常量，您需要2条指令（lui + ori / addui）。对于64位常量，您需要6条指令（4个立即加载加2个移位）。 Here's an example on how compilers construct large constants

这是一个很长的系列，只是为了加载一个简单的值，所以你有另一个选择，即使用一个常量池（比如在ARM上）。例如，指向池的指针存储在$ 5中，索引为4，您可以使用以下指令来加载值

lw t1, 0x4($5)

较旧的ARM微体系结构只能加载4位移位的8位immediate，因此它几乎依赖于常量池来获得更大的常量

见

MIPS，汇编 - 几个问题

2 个答案: