本文主要是介绍MIPS64乘法器模拟实验，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
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忽略溢出的乘法器
溢出提示的乘法器
忽略溢出的乘法器
首先，我们得了解乘法器如何由加法器设计得到，此处，我们以32位乘法为例。
总共分为4步：
1. 测试乘数最低位是否为1，是则给乘积加上被乘数，将结果写入乘积寄存器；
2. 被乘数寄存器左移1位；
3. 乘数寄存器右移一位；
4. 判断是否循环了32次，如果是，则结束，否则返回步骤1。
流程图如图1所示
图1
首先初始化一些数据，包括要输出的两个字符串提示信息和两个内容映射地址，如图2所示。
图2
然后写代码输出这两个字符串，其中输出pleas enter two numbers的代码如图3所示。
图3
然后需要获取被乘数和乘数，将CONTROL的值改为8，获取整数输入，如图4所示。
图4
然后开始乘法计算过程，如图5所示，测试乘数最低位是否为1，是则给乘积加上被乘数，将结果写入乘积寄存器，否则跳到下一步，下一步是被乘数寄存器左移1位，乘数寄存器右移一位，最后判断是否循环了32次，如果是，则结束，否则返回第一步。
图5
最后把CONTROL改为2，输出乘积结果，如图6所示。
图6
运行显示运行结果的例子如下，由于我们这里展示的是忽略了溢出的乘法，所以结果有两种：1、小于32位；2、大于32位。
第一种情况截图如图7所示：
图7
第二种情况截图如图8所示：
图8
根据上面的程序代码和截图，我们可以很清楚的看出，当结果小于32位时，结果正常；当结果大于32位时，结果只截取了低32位的结果，而高32位的结果直接忽略掉了。
.data
CONTROL: .word32 0x10000
DATA: .word32 0x10008
cue1: .asciiz "please enter two numbers:\n"
cue2: .asciiz "results:\n".textdaddi r1,r0,cue1 # please enter two numberslw r2,DATA(r0)sd r1,0(r2)daddi r1,r0,4lw r2,CONTROL(r0)sd r1,0(r2)daddi r1,r0,8 # r3=alw r2,CONTROL(r0)sd r1,0(r2)lw r2,DATA(r0)lw r3,0(r2)daddi r1,r0,8 # r4=blw r2,CONTROL(r0)sd r1,0(r2)lw r2,DATA(r0)lw r4,0(r2)dadd r5,r0,r0 # r5=0 for r5=a*bdaddi r1,r0,32
loop: andi r2,r4,1 # r4[-1]beq r2,r0,zero # r4[-1]==1?dadd r5,r5,r3
zero: dsll r3,r3,1dsra r4,r4,1daddi r1,r1,-1bne r1,r0,loopdaddi r1,r0,cue2 # resultslw r2,DATA(r0)sd r1,0(r2)daddi r1,r0,4lw r2,CONTROL(r0)sd r1,0(r2)lw r2,DATA(r0) # output a*bsd r5,0(r2)daddi r1,r0,2lw r2,CONTROL(r0)sd r1,0(r2)halt
溢出提示的乘法器
上述的程序，用加法实现了32位乘法，但是，其中，对溢出情况没有进行考虑是其中的弊端。这里，我们来完善上述的乘法器，使得该乘法器会在结果溢出时候提示。
其实，这个小优化是十分简单的，只需要对64位的寄存器中的高32位进行检测即可。当高32位为0时，说明结果没有溢出，否则，结果溢出。
首先在数据里加上一条提示字符串，如图9所示。
图9
将乘积寄存器进行算术右移32位取其高32，如图10所示，因不能一次移32位，所以分两次移位，然后判断是否为0，如果高32位为0说明没有溢出，如果不为0则说明已经溢出了，则输出提示字符串。
图10
上述代码运行结果也有两个，一个是没有溢出的情况下的结果，一个是溢出了的情况下的结果。
首先，我们看没有溢出的情况结果，如图11所示：
图11
结果正确，其次，我们看溢出的情况结果如何，如图12所示：
图12
可以看到，当结果溢出时，程序会给出提示“warning：result overflow”。
.data
CONTROL: .word32 0x10000
DATA: .word32 0x10008
cue1: .asciiz "please enter two numbers:\n"
cue2: .asciiz "results:\n"
cue3: .asciiz "warning: result overflow\n".textdaddi r1,r0,cue1 # please enter two numberslw r2,DATA(r0)sd r1,0(r2)daddi r1,r0,4lw r2,CONTROL(r0)sd r1,0(r2)daddi r1,r0,8 # r3=alw r2,CONTROL(r0)sd r1,0(r2)lw r2,DATA(r0)lw r3,0(r2)daddi r1,r0,8 # r4=blw r2,CONTROL(r0)sd r1,0(r2)lw r2,DATA(r0)lw r4,0(r2)dadd r5,r0,r0 # r5=0 for r5=a*bdaddi r1,r0,32
loop: andi r2,r4,1 # r4[-1]beq r2,r0,zero # r4[-1]==1?dadd r5,r5,r3
zero: dsll r3,r3,1dsra r4,r4,1daddi r1,r1,-1bne r1,r0,loopdaddi r1,r0,cue2 # resultslw r2,DATA(r0)sd r1,0(r2)daddi r1,r0,4lw r2,CONTROL(r0)sd r1,0(r2)lw r2,DATA(r0) # output a*bsd r5,0(r2)daddi r1,r0,2lw r2,CONTROL(r0)sd r1,0(r2)dsra r1,r5,16 # r1=r5[0:31]dsra r1,r1,16 beq r1,r0,enddaddi r1,r0,cue3 # output overflowlw r2,DATA(r0)sd r1,0(r2)daddi r1,r0,4lw r2,CONTROL(r0)sd r1,0(r2)end: halt
这篇关于MIPS64乘法器模拟实验的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
