GRABS Übungsaufgaben RISC-V als Instruction Set Architecture Speicherzugriffe

Speicherzugriffe

a)

Gegeben ist das folgende RISC-V-Assemblerprogramm mit Speicherzugriffen. Nehmen Sie an, dass zu Beginn alle Register auf den Wert 0 initialisiert wurden.

 1    addi a1, zero, 0x10
 2loop:
 3    bgt  a2, a1, end
 4    addi a2, a2, 4
 5    srli a1, a1, 1
 6    lw   a3, 0x504(a2)
 7    slli a4, a3, 4
 8    sw   a4, 0x500(a2)
 9    jal  x0, loop
10end:

Der Speicher ist wie folgt initialisiert:

0x500: 0x12345678  
0x504: 0xDEADBEEF  
0x508: 0x50505050  
0x50C: 0x77773333  
0x510: 0x12345678

Welchen Inhalt haben die 32-Bit-Speicherworte 0x504 und 0x508, wenn die Ausführung das Label end erreicht hat?

Diese Aufgabe war Teil der Klausur im Sommersemester 2025 (Zweittermin).

Lösung

Startzustand (einschließlich Zeile 1):

a1 = 0x10 (16)
a2 = a3 = a4 = 0

Erster Durchlauf:

Z.	Anweisung	Bedeutung	Notiz
3	bedingter Sprung	`a2` (0) > `a1` (16)?	falsch, kein Sprung, weiter mit nächster Instruktion
4	Addition	`a2 <- 0 + 4 = 4`
5	Shift	`a1 <- 16 >> 1 = 8`
6	Laden	`a3 <- Mem[0x504 + 4] = 0x50505050`
7	Shift	`a4 <- a3 << 4 = 0x05050500`	(4 Bit = 1 Hexadezimalstelle)
8	Speichern	`Mem[0x500 + 4] <- a4 = 0x05050500`

Zweiter Durchlauf:

Z.	Anweisung	Bedeutung	Notiz
3	bedingter Sprung	`a2` (4) > `a1` (8)?	falsch, kein Sprung, weiter mit nächster Instruktion
4	Addition	`a2 <- 4 + 4 = 8`
5	Shift	`a1 <- 8 >> 1 = 4`
6	Laden	`a3 <- Mem[0x504 + 8] = 0x77773333`
7	Shift	`a4 <- a3 << 4 = 0x77733330`	(4 Bit = 1 Hexadezimalstelle)
8	Speichern	`Mem[0x500 + 8] <- a4 = 0x77733330`

Schleifenende:

Z.	Anweisung	Bedeutung	Notiz
3	bedingter Sprung	`a2` (8) > `a1` (4)?	wahr, Sprung zum Label `end`

Ergebnis:

Mem[0x504] = 0x05050500  
Mem[0x508] = 0x77733330

Lernziele

In dieser Aufgabe …

üben die Studierenden das Simulieren einfacher Assembler-Programme.
betrachten die Studierenden die Effekte von Load- und Store-Anweisungen.