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实验-实现向量点积-RISC-V（计算机组成原理）

news 来源：原创 2025/6/17 23:54:47

目录

一、实验内容

二、实验步骤

三、源代码

四、实现效果

五、实验环境

六、实验小结与思考

一、实验内容

首先，我们用一个简单的“向量点积”运算作为热身。你将拿到一个不完整的汇编代码“task2-向量点积”，我们的目标是按照C语言描述的功能：

并在相应的地方补充完整汇编代码。

二、实验步骤

（1）首先我们在dot_product标签下面，根据提示，写入我们的代码。

（2）如果计数器为0，则结束循环：在这里我们需要用到比较相等则跳转的操作码beq。t3寄存器中保存着向量长度n的数值，在向量A、B的值还没读取完成时，（即n还没变成0时），都要在循环内部。 beq t3, x0, finish；表示如果t3寄存器里的数据为0，则跳转到finish标签。

（3）然后我们用lw操作码，将t1中的第一个数据（向量A的第一个数据）加载到t4寄存器中。将t2中的第一个数据（向量B的第一个数据）加载到t5寄存器中。

（4）用mul操作码将t4和t5中的数据保存到t6中。

（5）将t0的值与t6相加，传给t0。

（6）将t1和t2的值自加4，使得更新为A、B的下一元素。

（7）t3减一（n减一）

（8）跳回循环开始

三、源代码

# 样例代码说明：完成两个向量的点积
#
# 该样例代码完成的功能为：
# int dotProduct(int n, int vecA[], int vecB[]) {
#     int sum = 0;
#     for (int i = 0; i < n; i++) {
#         sum += vecA[i] * vecB[i];
#     }
#     return sum;
# }.data
vecA: .word 1, 2, 3, 4, 5, 6 # 定义向量A
vecB: .word 8, 7, 6, 5, 4, 3 # 定义向量B
n: .word 6 # 向量的长度
C: .space 4                        # 地址C存放向量点积的结果.text
main:add t0, x0, x0 # 初始化点积结果 sum = 0la t1, vecA # 加载向量A的地址la t2, vecB # 加载向量B的地址la t3, n # 加载n的地址la a3, C    # 将变量C的地址保存在 a3 寄存器当中lw t3, 0(t3) # 获取向量的长度 ndot_product:beq t3, x0, finish             # 如果计数器为0，则结束循环lw t4, 0(t1)  			 # 加载vecA的当前元素lw t5, 0(t2)			 # 加载vecB的当前元素mul t6, t4, t5			 # 计算当前元素的乘积add t0, t0, t6 			 # 将乘积累加到结果中addi t1, t1, 4			 # 更新vecA的地址，指向下一个元素addi t2, t2, 4			 # 更新vecB的地址，指向下一个元素addi t3,t3,-1			 # 递减计数器j dot_product			 # 跳回循环开始finish:# 将c的值存至存储器中#下面是打印输出代码，如果你使用的寄存器不一样，需要根据实际情况改变addi a0, x0, 1 # 设置ecall参数，执行打印整数addi a1, t0, 0 # 设置要打印的整数值ecall # 打印整数 ecalladdi a0, x0, 10 # 设置ecall参数，执行终止程序ecall # 终止程序 ecall

四、实现效果

五、实验环境

Venus仿真器（https://venus.cs61c.org/）

六、实验小结与思考

1.问题与解决

        问题：循环条件设置错误，导致程序无法正常终止

        解决：改用beq指令判断计数器是否为0，确保循环正确退出

2.主要收获

        通过本次实验，我深刻体会到规范编码的重要性。例如，在循环体和跳转标签处添加详细注释，便于后续调试和修改。此外，遵循寄存器使用规范（如t0-t6用于临时存储，a0-a3用于参数传递）使程序逻辑更清晰。

        掌握RISC-V循环与数组访问实现

        理解高级语言到汇编的转换逻辑

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