题目

假定计算机 M 字长为 32 位。按字节编址，采用 32 位定长指令字，指令 add、slli 和 lw 的格式、编码和功能说明如题 43(a) 图所示。

题 43(a) 的关键信息可按下表快速对照：

指令	IR[31:25]	IR[24:20]	IR[19:15]	IR[14:12]	IR[11:7]	IR[6:0]	功能
add	0000000	rs2	rs1	000	rd	0110011	R[rd] ← R[rs1] + R[rs2]
slli	0000000	shamt	rs1	010	rd	0010011	R[rd] ← R[rs1] << shamt
lw	imm[11:5]	imm[4:0]	rs1	010	rd	0000011	R[rd] ← M[R[rs1] + imm]

其中，lw 的 imm 为一个连续的 12 位字段 IR[31:20]。

其中 R[x] 表示通用寄存器 x 的内容，M[x] 表示地址为 x 的存储单元内容，shamt 为移位位数，imm 为补码表示的偏移量。题 43(b) 图给出了计算机 M 的部分数据通路及其控制信号（用箭头虚线表示），其中，A 和 B 分别表示从通用寄存器 rs1 和 rs2 中读出的内容，IR[31:20] 表示指令寄存器中的高 12 位。控制信号 Ext 为 0、1 时扩展器分别实现零扩展、符号扩展；ALUctr 为 000、001、010 时 ALU 分别实现加、减、逻辑左移运算。

请回答下列问题

(1) 计算机 M 最多有多少个通用寄存器？为什么 shamt 字段占 5 位？（2 分）

(2) 执行 add 指令时，控制信号 ALUBsrc 的取值应该是什么？若 rs1 和 rs2 寄存器内容分别是 8765 4321H 和 9876 5432H，则 add 指令执行后，ALU 输出端 F、OF 和 CF 的结果分别是什么？若设 add 指令处理的是无符号整数，则应根据哪个标志判断是否溢出？（5 分）

(3) 执行 slli 指令时，控制信号 Ext 的取值可以是 0 也可以是 1，为什么？（2 分）

(4) 执行 lw 指令时，控制信号 Ext、ALUctr 的取值分别是什么？（2 分）

(5) 若一条指令的机器码是 A040 A103H，则该指令一定是 lw 指令，为什么？若执行该指令时，R[01H]=FFFF A2D0H，则所读取数据的存储地址是多少？(2 分）