43、(13分) 计算机M，字长32位，按字节编址，采用32位定长指令字。add、slli、lw三条指令的机器码、功能说明如下：
第一条是add指令R[rd]<-R[rs1]+R[rs2]
第二条是slli指令，R[rd]<-R[rs1]<<shemt
第三条是lw指令，R[rd]<-M[R[rs1]+imm]
imm是补码，shamt表示移位位数，输入端A的数据来自寄存器rs1，输入端B的数据来自rs2。电路图如下：
（1）M最多有几个寄存器，为什么shemt占5位。
（2）add指令，ALUBsrc为？若rs1为8765 4321H，rs2为9876 5432H，则add执行后，F,OF,CF为多少？若add处理的是无符号数，则应该根据哪个标志位判断溢出?
（3）执行slli时，控制信号Ext可以是0也可以是1，为什么？
（4）执行lw指令时，Ext，ALUctr 为多少？
（5）若指令的机器码是A040 A103H，则一定是lw指令，为什么？若执行该指令时，R[01H]=FFFF A2D0H,则读取数据的存储地址是多少？
【答案】
答：
（1）因为寄存器的位数是5位，所以25= 32，所以最多有32个寄存器。
因为计算机M的机器字长是32位，因此slli指令处理的操作数位数是32位，而32位操作数最多只需左移31位即可。若左移32位，会导致32bit操作数的所有有效信息位丢失。因此，shemt表示左移位数，5bit可表示范围是0~31，可以满足需求。
（2）由图可知，add指令，ALUBrc=0；
由题可知， add指令R[rd]<-R[rs1]+R[rs2]
故F=8765 4321H +9876 5432H =1FDB 9753H；
add执行后OF=1，CF=1；
因为add处理的是无符号数，故根据CF标志位判断溢出。
（3）slli指令的高12位（即IR[31:20]）的最高位为0，因此无论进行零扩展还是符号扩展，都是在高位补0，效果等价，因此Ext 可以是0也可以是1。
（4）执行lw指令时，因为偏移量是补码，故Ext做的是符号扩展，故Ext=1；
因为做的是加法计算得到一个有效地址，故ALUctr=000。
（5）因为机器码A040A103H=101000000100 00001 010 00010 0000011B， 14~12位=010, 6~0位=0000011。
指令的高12位=A04H，经过符号扩展后，得到32位机器码=FFFF FA04H，读取数据的存储地址 = FFFF A2D0H + FFFF FA04H = FFFF 9CD4H。
