MIPS的寄存器、指令和尋址方式的分類


MIPS的32個寄存器

助記符 編號 作用
zero 0 恆為0
at 1 (assembly temporary)保留給匯編器使用
v0,v1 2-3 (values)子程序返回,即函數調用時的返回值
a0-a3 4-7 (arguments)子程序調用的前幾個參數
t0-t7 8-15 (temporaries)臨時變量,子程序使用時無需保存
t8-t9 24-25  
s0-s7 16-23

(saved)子程序寄存器變量:子程序寫入時必須保存

其值並在返回前恢復原值

k0-k1 26-27 (Reserved for OS Kernel)保留給中斷處理程序使用;其值可能在你眼皮子底下改變
gp 28

(globe pointer)全局指針;一些運行系統維護這個指針以便

存取static和extern變量(全局變量)

sp 29 (stack pointer)堆棧指針;指向棧頂的指針
fp/s9 30 (frame pointer)第九個寄存器變量;需要的子程序可以用來做幀指針
ra 31

(return address)子程序的返回值

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MIPS的指令

 R型

I型

J型

 

基本指令格式

兩點注意:

1、移位指令是R型指令,但沒有使用rs寄存器

例如,sll  $t2,$s0,4   #reg $t2 = reg $s0 << 4 bits,其對應的機器語言是

指令sll的opcode和funct字段都為0,rd為10(寄存器t2),rt為16(寄存器s0),shamt為4,rs字段沒有使用,被置為0

2、I型指令,rs為源寄存器,rt為目的寄存器

 

機器碼的解碼

比如,0Xaf8020這條機器指令對應的匯編語言是什么?

1、轉化成二進制

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

清單一:opcode的含義表

3、(只考慮基本指令格式,不考慮浮點指令格式)如果opcode=000000表示R型指令,還需要結合funct字段才能判斷出指令類型。而I型、J型直接從opcode就能判斷出來。

清單二:R型的funct含義表

 

MIPS尋址方式

  • 模式3是基址偏移量尋址,例如lw和sw,是將16位地址字段做符號擴展成32位與PC相加
  • 模式4是PC相對尋址,將16位地址左移2位與PC(已更新為PC+4)相加。為什么要左移2位?16位偏移量左移2位以指示以字為單位的偏移量,這樣做將偏移量能表示的有效范圍擴大了4倍。其次,16位地址看作有符號數,一般在流水線設計時,先將16位地址符號擴展成32位,然后左移2位,再與PC相加
  • 模式5是偽直接尋址,把26位地址左移2位與PC高4位相連。這里的26位地址是無符號的,PC是加4之后的,在流水線設計中,就是將PC+4的高4位、26位地址、末尾00拼接成32位跳轉目標

 

 

參考鏈接:

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


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