將陸續上傳新書《自己動手寫CPU》，今天是第38篇，我儘量每週四篇，但是最近已經很久沒有實現這個目標了，一直都有事，不好意思哈。

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今天繼續對MIPS32中載入儲存指令進行說明（主要是lwl、lwr），上次已經介紹一些其他的載入儲存指令，大家可以回顧。

9.1.4 載入指令lwl、lwr說明

      載入指令lwl、lwr的格式如圖9-6所示。

•  當指令中的指令碼為6'b100010時，是
  lwl指令，非對齊載入指令，向左載入

      指令用法為：lwl rt, offset(base)

      指令作用為：從記憶體中指定的載入地址處，載入一個字的最高有效部分。lwl指令對載入地址沒有要求，從而允許地址非對齊載入，這是與前面介紹的lh、lhu、lw指令的不同之處。在大端模式、小端模式下，lwl指令的效果不同，因為OpenMIPS是大端模式，所以此處只介紹在大端模式下lwl指令的效果。假設計算出來的載入地址是loadaddr，loadaddr的最低兩位的值為n，將loadaddr最低兩位設為0後的值稱為loadaddr_align，如下。

載入地址loadaddr = signed_extended(offset) + GPR[base]

n = loadaddr[1:0]

loadaddr_align = loadaddr – n

      例如：假設計算出來的載入地址是5，lwl指令要從地址5載入資料，那麼loadaddr就等於5，n等於1，loadaddr_align等於4。

      lwl指令的作用是從地址為loadaddr_align處載入一個字，也就是4個位元組，然後將這個字的最低4-n個位元組儲存到地址為rt的通用暫存器的高位，並且保持低位不變。

      繼續上例，此時loadaddr_align為4，所以從地址4處載入一個字，對應的是地址為4、5、6、7的位元組，因為n等於1，所以將載入到的字的最低3個位元組儲存到地址

•  當指令中的指令碼為6'b100110時，是lwr指令，非對齊載入指令，向右載入

      指令用法為：lwr rt, offset(base)

      指令作用為：從記憶體中指定的載入地址處，載入一個字的最低有效部分。還是假設計算出來的載入地址是loadaddr，loadaddr的最低兩位的值為n，將loadaddr最低兩位設為0後的值稱為loadaddr_align，如下。

載入地址loadaddr = signed_extended(offset) + GPR[base]

n = loadaddr[1:0]

loadaddr_align = loadaddr – n

      例如：假設計算出來的載入地址是9，lwr指令要從地址9載入資料，那麼loadaddr就等於9，n等於1，loadaddr_align等於8。

      lwr指令的作用是從地址為loadaddr_align處載入一個字，也就是4個位元組，然後將這個字的最高n+1個位元組儲存到地址為rt的通用暫存器的低位，並且保持高位不變。

      繼續上例，此時loadaddr_align為8，所以從地址8處載入一個字，對應的是地址為8、9、10、11的位元組，因為n等於1，所以將載入到的字的最高2個位元組儲存到地址rt的通用暫存器的低2個位元組。如圖9-9所示。一個更加通用的描述如圖9-10所示。

      lwl與lwr指令配合可以實現從一個非對齊地址載入一個字，而且只需要使用2條指令，提高了效率。例如：使用一般指令從地址7處載入一個字，那麼可以使用以下程式碼實現，共5條指令。

lw  $1, 4($0)          # 取得地址0x4處的字，儲存在$1中
lw  $2, 8($0)          # 取得地址0x8處的字，儲存在$2中
sll $1, $1, 24         # $1左移24位
slr $2, $2, 8          # $2右移8位
or  $1, $1, $2         # $1與$2進行邏輯“或”運算，得到最終結果

      而有了lwl、lwr指令後，只需要2條指令即可。如下，圖9-11是對這個過程的描述。

lwl $1, 7($0)
lwr $1,10($0)