MIPS的寄存器、指令和寻址方式的分类

时间:2021-03-29 08:02:24

MIPS的32个寄存器

助记符 编号 作用
zero 0 恒为0
at 1 (assembly temporary)保留给汇编器使用
v0,v1 2-3 (values)子程序返回,即函数调用时的返回值
a0-a3 4-7 (arguments)子程序调用的前几个参数
t0-t7 8-15 (temporaries)临时变量,子程序使用时无需保存
t8-t9 24-25  
s0-s7 16-23

(saved)子程序寄存器变量:子程序写入时必须保存

其值并在返回前恢复原值

k0-k1 26-27 (Reserved for OS Kernel)保留给中断处理程序使用;其值可能在你眼皮子底下改变
gp 28

(globe pointer)全局指针;一些运行系统维护这个指针以便

存取static和extern变量(全局变量)

sp 29 (stack pointer)堆栈指针;指向栈顶的指针
fp/s9 30 (frame pointer)第九个寄存器变量;需要的子程序可以用来做帧指针
ra 31

(return address)子程序的返回值

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MIPS的指令

 R型

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I型

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J型

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基本指令格式

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两点注意:

1、移位指令是R型指令,但没有使用rs寄存器

例如,sll  $t2,$s0,4   #reg $t2 = reg $s0 << 4 bits,其对应的机器语言是

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指令sll的opcode和funct字段都为0,rd为10(寄存器t2),rt为16(寄存器s0),shamt为4,rs字段没有使用,被置为0

2、I型指令,rs为源寄存器,rt为目的寄存器

 

机器码的解码

比如,0Xaf8020这条机器指令对应的汇编语言是什么?

1、转化成二进制

0000 0000 1010 1111 1000 0000 0010 0000

2、看opocde,即高6位,即26-31

000 000,所以是R型指令

清单一:opcode的含义表

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3、(只考虑基本指令格式,不考虑浮点指令格式)如果opcode=000000表示R型指令,还需要结合funct字段才能判断出指令类型。而I型、J型直接从opcode就能判断出来。

清单二:R型的funct含义表

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MIPS寻址方式

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  • 模式3是基址偏移量寻址,例如lw和sw,是将16位地址字段做符号扩展成32位与PC相加
  • 模式4是PC相对寻址,将16位地址左移2位与PC(已更新为PC+4)相加。为什么要左移2位?16位偏移量左移2位以指示以字为单位的偏移量,这样做将偏移量能表示的有效范围扩大了4倍。其次,16位地址看作有符号数,一般在流水线设计时,先将16位地址符号扩展成32位,然后左移2位,再与PC相加
  • 模式5是伪直接寻址,把26位地址左移2位与PC高4位相连。这里的26位地址是无符号的,PC是加4之后的,在流水线设计中,就是将PC+4的高4位、26位地址、末尾00拼接成32位跳转目标

 

 

参考链接:

1、http://www.cnblogs.com/junuh/archive/2009/06/12/1502030.html

2、https://blog.csdn.net/qq_32146369/article/details/79006728

3、https://zhuanlan.zhihu.com/p/38534417