我正在学习MIPS 32位。我想问一下，为什么我们签名扩展16位偏移量（在单周期数据路径中），然后在存储字的情况下将其发送到ALU？
答案 0 :(得分：10)
我不确定它现在对你有帮助，但无论如何我都会发布它。
让我们从非常一般的意义上考虑C ++中的一系列指令，即A [0]，A [1]，A [2] ...... 任何两条指令之间的“比喻”距离是1 UNIT。
让我们把它类比为MIPS。在MIPS中，比喻性地，每个指令由“1 UNIT”分隔，然而，1个UNIT = MIPS中的4个字节。每条指令都是4字节长，这就是为什么当从指令移动到指令时，PC增加4，即PC + 4。因此，指令i和指令i + 2之间的差距是“比喻”2但实际上2 * 4 = 8即PC + 4 + 4
返回分支指令中指定的偏移量，偏移量表示与下一条指令（分支后面的指令）的“比喻”距离。因此，要获得“实际”距离，偏移量将乘以4.这就是我们被指示将偏移“符号扩展”2位到'LEFT'的原因，因为左移任何二进制值n位导致该值乘以2 ^ n。在我们的例子中，2 ^ 2 = 4
因此分支指令的实际目标地址是PC + 4 + 4 * Offset。
希望这会有所帮助。
答案 1 :(得分：8)
听起来16位偏移是一个带符号的2's complement数字，即它可以是正数也可以是负数。
将其转换为32位时，需要将最高有效位复制到高16位，以保留符号信息。
答案 2 :(得分：0)
据我所知，在加载或存储指令中，偏移值被添加到临时寄存器中的值，作为temp。寄存器为32位，无法进行16位和32位的加法运算，值为符号扩展。
答案 3 :(得分：0)
我认为你这里的概念有点不对劲。
您认为在ALU内部的5位实际上进入寄存器存储器以选择32 [2 ^ 5]寄存器中的一个。
每个寄存器本身为32位。因此，要将偏移量添加到寄存器值，您需要将其扩展为32位。
在MIPS的单周期数据路径中，ALU操作始终位于两个相同大小的寄存器之间。
答案 4 :(得分：0)
在32位机器的硬件中，大多数ALU采用32位输入，所有寄存器都是32位寄存器。
要处理你的数据，它必须是32位宽，这就是我们SIGN扩展的原因，但是另一种方法是ZERO-extend，但是当你处理immediates和offsets以保留时，会使用SIGN-extend。签到2的补充。
答案 5 :(得分：0)
签名扩展例如发生在M68xxx机器的情况下仅在加载地址寄存器的情况下。在数据寄存器的情况下不是这样。
有例如。
movea.w addr,a0
move addr,d0
addr:
dc.w $FFFF
导致 地址寄存器加载到$ FFFFFFFF。
要理解这一点，请构建签名否定的两个补充 演示文稿，$ FFFF，将数字扩展到32位并重做两次 - 补码，找到32位的相应表示。
欢呼和亲切的问候， 斯蒂芬S.