P7课上指令回忆

本次课上指令 withdraw 的功能是撤销上一次的 sw 操作， 比较复杂，但构思好结构便可事半功倍。下面是题目要求

# CP0 的修改

在 $CP0$ 中，新增 4 个 32 位寄存器：

• $18 : IM_HI ，撤回地址的上界，可通过 mfc0 和 mtc0 进行读写
• $19 : IM_LO ，撤回地址的下界，可通过 mfc0 和 mtc0 进行读写
• $20 : LastAddr ，储存上一次 sw 所存的地址，可通过 mfc0 读取
• $21 : LastData ，储存上一次 sw 所存的数据，可通过 mfc0 读取

每当 sw 指令执行时，需要在 $CP0$ 的 20、21 号寄存器中写入相应数据

# RTL 描述

	if(CP0[20]>=CP0[18] && CP0[20]<CP0[19]):
		memory[CP0[20]] ← CP0[21]
	else:
		SignalException(AdES)

# 注意

• withdraw 也是一种访存指令，在执行时，字节使能信号与 sw 相同

• CP0 内的 20、21 号寄存器不会被 mtc0 写入，如果出现了与其相关的 mtc0 指令，CPU 将不会执行任何操作，忽略即可

• 初始时 CP0 内四个寄存器均为 0，如果出现了 withdraw 指令，CPU 不会进行任何操作，忽略即可

• 评测数据保证了每次执行 withdraw 时， IM_HI 和 IM_LO 的合法性：上界大于下界，且地址均 4 对齐

以上便是题面的精简版。

根据笔者自身经历和与其他同学的交流，本题大致有两种思路

• 将新指令的实现主体置于 CP0 中

  这是一上来容易想到的思路，因为与新指令有关的寄存器都在 CP0 中，在 CP0 中处理该指令理所当然。但是这就无法与其他访存指令统一，在笔者看来比较麻烦，不符合 CPU 的结构。并且笔者所了解到的未通过此题的同学，都采用了这种思路。

• 将新指令的实现主体至于 BE 中，与其他访存指令相统一

  这也是笔者的思路。将 CP0 中四个寄存器所存的值引到 BE 模块中，而 BE 模块只需要根据新增的 withdraw 指令修改多路选择器即可。结构清晰，实现简单。