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#!/usr/bin/env python3
import array
aDados=[] #array que ira guardar as linhas do arquivo de texto
R = array.array('I', [0] * 32) # banco de registradores
predicao =array.array('I', [0] * 32) # Inicializa a tabela com 32 bits em zero
#predicao = bytearray(32) # tabela de predicao
PC = 0 # Program Counter
txt =''
predicao_ativa=False
#Função que executa leitura do arquivo txt e guarda linhas no array
def leituraArquivo():
arquivo = open("teste.txt")
linhas = arquivo.readlines()
for linha in linhas:
print(linha)
aDados.append(linha)
arquivo.close()
def PrintRegistradores():
print("Banco de Registradores -------------------------------------------------------------")
for i in range(8):
print(f"|R{i} - {R[i]} ", end="")
print()
for i in range(8, 10):
print(f"|R{i} - {R[i]} ", end="")
for i in range(10, 16):
print(f"|R{i} - {R[i]} ", end="")
print()
for i in range(16, 24):
print(f"|R{i} - {R[i]} ", end="")
print()
for i in range(24, 32):
print(f"|R{i} - {R[i]} ", end="")
print()
print("-----------------------------------------------------------------------------------")
return R
class Instrucao:
def __init__(self):
self.Opcode = ""
self.Op1 = ""
self.Op2 = ""
self.Op3 = ""
self.valorTemp1 = ""
self.valorTemp2 = ""
self.valorTemp3 = ""
self.status = True
# Instruções nos estágios do pipeline
instBusca = Instrucao()
instDecod = Instrucao()
instExec = Instrucao()
instMem = Instrucao()
instWb = Instrucao()
def busca():
global PC
global txt
global predicao
print("Etapa de Busca --------------------------------------------------------------------- \n\r")
instBusca.Opcode = 'NOP'
instParts = aDados[PC].strip().split()
instBusca.Opcode = instParts[0].lower()
if predicao_ativa:
# Adiciona predição bimodal
pred_idx = PC % 32
pred_value = predicao[pred_idx]
if pred_value == 0:
# Predição "Não Tomado"
PC += 1
else:
# Predição "Tomado"
inst_type = instBusca.Opcode.upper()
if inst_type in ["B", "BEQ"]:
PC += int(instParts[-1])
else:
PC += 1
# Atualiza a tabela de predição bimodal
if inst_type in ["B", "BEQ"]:
target_pc = PC - 1 + int(instParts[-1])
target_idx = target_pc % 32
if target_pc == PC:
predicao[pred_idx] = min(predicao[pred_idx] + 1, 3)
else:
predicao[target_idx] = max(predicao[target_idx] - 1, 0)
predicao[pred_idx] = max(predicao[pred_idx] - 1, 0)
if instBusca.Opcode.upper() in ["ADDI", "SUBI"]:
instBusca.Op1 = int(instParts[1][2:5].replace(",",""))
instBusca.Op2 = int(instParts[2][2:5].replace(",",""))
instBusca.Op3 = int(instParts[3])
elif instBusca.Opcode.upper() in ["ADD", "SUB"]:
instBusca.Op1 = int(instParts[1][2:5].replace(",",""))
instBusca.Op2 = int(instParts[2][2:5].replace(",",""))
instBusca.Op3 = instParts[3]
elif instBusca.Opcode.upper() == "BEQ":
instBusca.Op1 = int(instParts[1][2:5].replace(",",""))
instBusca.Op2 = int(instParts[2][2:5].replace(",",""))
instBusca.Op3 = int(instParts[3])
elif instBusca.Opcode.upper() == "B":
instBusca.Op1 = int(instParts[1])
elif instBusca.Opcode.upper() == "NOP":
instBusca.Op1 =0
instBusca.Op2 =0
instBusca.Op3 =0
pass
print("Memoria ", aDados[PC])
print("PC \n", PC)
print("Opcode \n", instBusca.Opcode.upper())
print("Operando 1 \n", instBusca.Op1)
print("Operando 2 \n", instBusca.Op2)
print("Operando 3 \n", instBusca.Op3)
txt ="Memoria: " + aDados[PC] + '\n' + 'PC: ' + str(PC) + '\n'+'Operando 1 : ' + str(instBusca.Op1) +'\nOperando 2 : ' +str(instBusca.Op2) +'\nOperando 3 : '+str(instBusca.Op3)
PC += 1
print("------------------------------------------------------------------------------------ \n\r")
pass
def decodifica():
print("Etapa de Decodificação ------------------------------------------------------------- \n\r")
global instDecod
global PC
instDecod = instBusca
if instDecod.Opcode != '':
if instDecod.Opcode.upper() == 'B':
instDecod.valorTemp1 = abs(instDecod.Op1)-1
else:
instDecod.valorTemp2 = R[instDecod.Op2]
if instDecod.Opcode.upper() == 'ADDI' or instDecod.Opcode.upper() == 'SUBI':
instDecod.valorTemp3 = instDecod.Op3
else:
instDecod.valorTemp3 = instDecod.Op3
instDecod.valorTemp1 = R[instDecod.Op1]
instDecod.valorTemp2 = R[instDecod.Op2]
print("------------------------------------------------------------------------------------ \n\r")
pass
def executa():
global instExec
global PC
instExec = instDecod
if (instExec.Opcode.upper() == 'ADDI') or (instExec.Opcode.upper() == 'ADD'):
instExec.valorTemp1 = instExec.valorTemp2 + instExec.valorTemp3
if (instExec.Opcode.upper() == 'SUBI') or (instExec.Opcode.upper() == 'SUB'):
instExec.valorTemp1 = instExec.valorTemp2 - instExec.valorTemp3
#Instruções de desvio
if (instExec.Opcode.upper() == 'BEQ' ):
if (instExec.valorTemp1 == instExec.valorTemp2):
PC = int((2**instExec.valorTemp3/4))
print(PC)
if (instExec.Opcode.upper() == 'B'):
PC = instExec.valorTemp1
def memoria():
global instMem
print("Etapa de Acesso Memória ------------------------------------------------------------ \n")
instMem = instExec
print("------------------------------------------------------------------------------------ \n\r")
pass
def writeBack():
global instWb
print("Etapa de Escrita Resultados -------------------------------------------------------- \n\r")
instWb = instMem
# Permito apenas instruções que escrevem o resultado no registrador
if ((instWb.Opcode.upper() == 'ADDI') or (instWb.Opcode.upper() == 'ADD') or (instWb.Opcode.upper() == 'SUBI') or (instWb.Opcode.upper() == 'SUB')):
R[instWb.Op1] = instWb.valorTemp1
print("------------------------------------------------------------------------------------ \n\r")
pass
# Realiza a Leitura do arquivo txt
leituraArquivo()
#while True:
def principal(predicao_on):
global predicao_ativa
predicao_ativa = predicao_on
busca() # busca
decodifica() # Decodifica Instrução
executa() # Executa instrução
memoria() # Acessa Memoria
writeBack() #escrita Nos registradores
return PrintRegistradores() # Imprime em tela o valor do banco de registradores
def mensagem():
return txt