5.1 机器语言电子课件 计算机系统基础：C语言视角（RISC-V版）

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,5.1 机器语言电子课件 计算机系统基础：C语言视角（RISC-V版）,机器语言,软硬件之间的接口,ISA,指令集结构（,ISA,）是计算机硬件和软件之间的接口,处理器设计的依据,编写程序时所要注意的全部信息,RISC-V,指令集结构,定义了,RISC-V,指令集结构,可以在,RISC-V,机器上编写程序,机器语言,汇编语言,也可以将高级语言程序翻译到,RISC-V,机器上执行,机器,语言,与汇编语言,机器语言,依据指令集,使用二进制编码,，直接在计算机上执行，不需要经过语言处理,汇编语言,依据,指令集的汇编语言格式,编写，需经过语言处理，翻译为机器语言才能在计算机上执行,结构化程序设计,三种基本结构,顺序,选择,循环,顺序,选择,一组指令序列生成条件,地址,B2,“条件分支指令”,进行条件,测试,条件为真,PC-C2+4,条件分支指令立即数,/,偏移量,（,子任务,2,指令数,+2),4,条件为假,PC-B2+4,子任务,2,终止于,C2,的无条件跳转指令,PC-D2+4,立即数,/,偏移量：,(,子任务,1,指令数,+1),4,循环,一组指令序列生成条件,地址,B3,“条件分支指令”,进行条件,测试,条件为,假,PC-D3+4,条件分支指令立即数,/,偏移量：,（,子任务指令数,+2),4,条件为,真,PC-B3+4,子任务,结束于,D3,的,无条件跳转,指令,PC-A,问题：立即数,/,偏移量,应为多少？,判断连续存储单元内是否包含,5,检查,：,从地址,x1000 0000,开始存储的,10,个整数,有,5,，,x9,设置为,1,没有,5,，,x9,为,0,计数器控制的循环,x8,，计数器,子任务,1,选择结构,测试条件,x8=0,不需要生成条件指令,条件分支指令,BEQ x8,x0,D3+4,测试条件,x7=5,不需要生成条件,指令,条件分支指令,BNE x7,x6,D2+4,机器语言程序,地址,31 25,24 20,19 15,14 12,11 7,6 0,解释,x1000 0024,.,.,.,x1000 0000,.,.,.,x0040 0034,.,x0040 0030,1 1111110010 1 11111111,00000,1101111,jal x0,-28,x0040 002C,1111 1111 1111,01000,000,01000,0010011,addi x8,x8,-1,x0040 0028,0000 0000 0000,00101,010,00111,0000011,lw x7,0(x5),x0040 0024,0000 0000 0100,00101,000,00101,0010011,addi x5,x5,4,x0040 0020,0 0000001010 0 00000000,00000,1101111,jal x0,20,x0040 001C,0000 0000 0001,00000,000,01001,0010011,addi x9,x0,1,x0040 0018,0 000000,00110,00111,001,1100 0,1100011,bne x7,x6,12,x0040 0014,0 000001,00000,01000,000,0000 0,1100011,beq x8,x0,32,x0040 0010,0000 0000 1010,00000,000,01000,0010011,addi x8,x0,10,x0040 000C,0000 0000 0000,00101,010,00111,0000011,lw x7,0(x5),x0040 0008,0000 0000 0101,00000,000,00110,0010011,addi x6,x0,5,x0040 0004,0001 0000 0000 0000 0000,00101,0110111,lui x5,0 x10000,x0040 0000,0000 0000 0000,00000,111,01001,0010011,andi x9,x0,0,找到字中的第一个“,1,”,检查,：,x1000 0000 x1000 0003,中的字,找出第一个“,1,”（从左到右）,存储到,x9,中,如果没有,1,x9-1,例如,0010 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000,，,x9=29,0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0000,，,x9=5,选择结构,子任务,2,标志控制的循环,标志,x80,：,x831=1,循环子任务,x8=x81,x830,x829=1,？,测试条件,x8=0,不需要生成条件指令,条件分支指令,BEQ x8,x0,C2+4,测试条件,x80,不需要生成条件,指令,条件分支指令,BLT x8,x0,D3+4,机器语言程序,地址,31 25,24 20,19 15,14 12,11 7,6 0,解释,x1000 0000,.,.,.,x0040 0024,.,x0040 0020,1111 1111 1111,00000,000,01001,0010011,addi x9,x0,-1,x0040 001C,1 1111111010 1 11111111,00000,1101111,jal x0,-12,x0040 0018,0000000,00001,01000,001,01000,0010011,slli x8,x8,1,x0040 0014,1111 1111 1111,01001,000,01001,0010011,addi x9,x9,-1,x0040 0010,0 000000,00000,01000,100,1010 0,1100011,blt x8,x0,20,x0040 000C,0 000000,00000,01000,000,1010 0,1100011,beq x8,x0,20,x0040 0008,0000 0001 1111,00000,000,01001,0010011,addi x9,x0,31,x0040 0004,0000 0000 0000,00101,010,01000,0000011,lw x8,0(x5),x0040 0000,0001 0000 0000 0000 0000,00101,0110111,lui x5,0 x10000,