Κωδικοποίηση εντολών του DLX

Οι εντολές του DLX κωδικοποιούνται σε έναν από τους παρακάτω τρεις τύπους:
          Εντολή τύπου - I

Εντολή τύπου - R

Εντολή τύπου - J
 
 

(Οι συμβολισμοί Rs και Rd αναφέρονται στον πηγαίο καταχωρητή (source register) και τον καταχωρητή προορισμού (destination register) αντίστοιχα.)

Η εντολές που κωδικοποιούνται είναι :

• Εντολές φόρτωσης και αποθήκευσης δεδομένων μεγέθους byte, μισής λέξης, λέξης
• Πράξεις με τιμές που δίνονται με τον απευθείας τρόπο διευθυνσιοδότησης : ( Rd ¬ Rs1 op immediate )
• Εντολές διακλάδωσης υπό συνθήκη ( χρησιμοποιείται ο Rs1 ενώ ο Rd δεν χρησιμοποιείται)
• Μεταπήδησης, μεταπήδησης και σύνδεσης  με καταχωρητή (Rd = 0, Rs = προορισμός, απευθείας = 0)

                                     ADDI R1,R2,#53

Μετά την κωδικοποίηση η εντολή έχει τη παρακάτω μορφή :

6	5	5	16	bits
ADDI	R2	R1	53

Στα 6 πρώτα bits (0..5) περιέχεται ο κωδικός της εντολής. Στα επόμενα πέντε (6..10) ο καταχωρητής που περιέχει τον πηγαίο τελεστέο, στα bits 11..15 ο καταχωρητής στον οποίο θα καταχωρηθεί ο τελεστεός προορισμού και στα 16 τελευταία bits περιέχεται η απευθείας τιμή.
Με την εντολή αυτή προσθέτουμε  την τιμή 53 με το περιεχόμενο του καταχωρητή R2 και το αποτέλεσμα καταχωρείται στον καταχωρητή R2. Έτσι αν για παράδειγμα ο R2 είχε την τιμή 47 μετά την εκτέλεση της εντολής ο καταχωρητής R1 θα έχει την τιμή 100.
 

Παράδειγμα
Ποια μορφή θα έχει η παρακάτω εντολή μεταπήδησης και σύνδεσης του υπολογιστή DLX; Να εξηγήσετε τον τρόπο με τον οποίο εκτελείται η συγκεκριμένη εντολή.

                            JALR R2

O καταχωρητής που καθορίζει τον προορισμό βρίσκεται κωδικοποιημένος στα bits 6..10. Με την εντολή αυτή ο PC φορτώνεται με το περιεχόμενο του καταχωρητή R2. Έτσι στη συνέχεια θα εκτελεστεί η εντολή που βρίσκεται στη θέση μνήμης η διεύθυνση της οποίας καθορίζεται από το περιεχόμενο του PC. Έτσι αν για παράδειγμα ο R2 είχε την τιμή 500 τότε η επόμενη εντολή που θα εκτελεστεί είναι εκείνη που βρίσκεται στη διεύθυνση 500 της μνήμης.
 

ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 4

α) Ποιος τρόπος διευθυνσιοδότησης χρησιμοποιείται στην παρακάτω εντολή φόρτωσης του DLX;

β) Με ποιο τρόπο κωδικοποιείται η συγκεκριμένη εντολή;
γ) Ποιο θα είναι το αποτέλεσμα μετά την εκτέλεση της εντολής, αν ο καταχωρητής R2 έχει τιμή 1000 και η διεύθυνση της θέσης μνήμης 1000 περιέχει την τιμή 500;

ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑΣ 4

  Εντολή τύπου - R  

6	5	5	5	16	bits
Κωδικός λειτουργίας εντολής	Rs1	Rs2	Rd	Func πράξη

Κωδικοποιεί αριθμητικές και λογικές εντολές : Rd ¬ Rs1 func Rs2.
Στον κωδικό λειτουργίας της εντολής περιέχεται η πληροφορία ότι η εντολή είναι μια αριθμητική/λογική εντολή στην οποία χρησιμοποιούνται μόνο καταχωρητές (υπονοείται ότι ο τρόπος διευθυνσιοδότησης των τελεστέων είναι άμεσος καταχωρητή).
Στο πεδίο Func βρίσκεται κωδικοποιημένη  η πράξη που θα εκτελεστεί μεταξύ των περιεχομένων του καταχωρητή Rs1 και Rs2.
 

Παράδειγμα
Πως κωδικοποιείται η παρακάτω εντολή πρόσθεσης του DLX:

                                ADD R1,R2,R3

   Η εντολή μετά την κωδικοποίηση έχει την παρακάτω μορφή :

6	5	5	5	16	bits
Κωδικός λειτουργίας εντολής	R2	R3	R1	ADD

   Οι καταχωρητές που περιέχουν τους πηγαίους τελεστέους βρίσκονται κωδικοποιημένοι στα bits 6..10 και 11..15 , ενώ ο καταχωρητής στον οποίο θα καταχωρηθεί ο τελεστέος προορισμού βρίσκεται κωδικοποιημένος στα bits 16..20. Στα τελευταία 11 bits βρίσκεται κωδικοποιημένη η πράξη που θα γίνει μεταξύ των δύο πηγαίων τελεστέων (στο παράδειγμά μας είναι η πρόσθεση ADD).

ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ 5

* Να περιγράψετε την εκτέλεση της παρακάτω εντολής του υπολογιστή DLX.

ADD R1, R2, R3

* Ποιο θα είναι το αποτέλεσμα αν το περιεχόμενο του καταχωρητή R2 είναι 43 και το περιεχόμενο του καταχωρητή R3 είναι 57;
* Να εκτελέσετε την παραπάνω εντολή χρησιμοποιώντας το λογισμικό που βρίσκεται στην ιστοσελίδα:

http://hermes.di.uoa.gr/DLXSim/instuctions/instr.html

* Να συγκρίνετε το αποτέλεσμα της εκτέλεση της εντολής από το λογισμικό, με την απάντηση που δώσατε.

ΑΠΑΝΤΗΣΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑΣ 5

Εντολή τύπου - J

6	26	bits
Κωδικός λειτουργίας εντολής	Offset που προστίθεται στον PC

Κωδικοποιεί εντολές : Μεταπήδησης , μεταπήδησης με σύνδεση και παγίδες

Παράδειγμα
Εξηγήστε την παρακάτω εντολή μεταπήδησης του DLX;

                                    J name     (το name συμβολίζει μια διεύθυνση μνήμης)

   Η εντολή μετά την κωδικοποίηση έχει την παρακάτω μορφή:

6	26	bits
J	Offset

Στο πεδίο των 26 bits βρίσκεται η τιμή (offset) που θα προστεθεί στον PC ώστε να δώσει το στόχο της μεταπήδησης (name). Έστω ότι η εντολή μεταπήδησης βρίσκεται στη θέση μνήμης με διεύθυνση 1000 και το name έχει την τιμή 1050. Ο PC μετά την αποκωδικοποίηση της εντολής έχει αυξηθεί κατά 4, δηλαδή ο PC έχει την τιμή 1004. Έτσι το offset που θα προστεθεί στον PC ώστε να δώσει τιμή 1050 είναι 46.
Δηλαδή:
            PC    =1004
            offset=46
            name=1050
            name= PC+offset