MIPS操作数
- 寄存器
$s0-$s7$t0-$t9$a0-$a3$v0-v1$zero(恒为零)$gp$fp$sp$ra$at(为构造32位立即数保留)- 只有存在寄存器的数据能进行算术计算操作
- 2^30个存储字
Memory[0] Memory[4] Memory[8] ... Memory[4294967292]- 只能通过数据传输指令访问
- MIPS使用字节编址
- 用于保存数据结构 数组 和 溢出的寄存器
MIPS指令表
在MIPS架构中，指令被分为三种类型：R型、I型和J型。三种类型的指令的最高6位均为6位的操作码。从25位往下，
- R型指令用连续三个5位二进制码来表示三个寄存器的地址，然后用一个5位二进制码来表示移位的位数（如果未使用移位操作，则全为0），最后为6位的function码（它与opcode码共同决定R型指令的具体操作方式）；
- I型指令则用连续两个5位二进制码来表示两个寄存器的地址，然后是一个16位二进制码来表示的一个立即数二进制码；
- J型指令用26位二进制码来表示跳转目标的指令地址（实际的指令地址应为32位，其中最低两位为00，高四位由PC当前地址决定）。
三种类型的指令图示如下：
其中 rs是操作数1的寄存器 rt是操作数2的寄存器 rd是存放结果的寄存器 shamt是位移量 funct是功能码 immediate是立即数 address是地址
以下是指令表
MIPS程序举例
- 条件分支
bne $S3,$S4,Else
add $S0,$S1,$S2
j Exit
Else : sub $S0,$S1,$S2
Exit- 循环
while (A[i] == B) {
i++;
}
Loop: sll $t1,$s3,2 # 临时变量 $t1 = i*4 这是为了计算A[i]的地址
add $t1，$t1,$s6 # s6是&A[0] t1是&A[i]
lw $t0,0($t1) # $t0 = A[i]
bne $t0,$s5,Exit # 不相等时跳出
addi $s3,$s3,1 # i++
j Loop
ExitMIPS里的函数调用（过程）
寄存器和指令约定
$a0 ~ $a3用于存放四个参数$v0 ~ $v1用于存放两个返回值$ra用于存放返回地址 即调用地址的PC+4jal后面跟地址表示调用该地址的函数 用jr $ra返回- 被调用者想要用一些寄存器必须用栈结构——把寄存器的旧值压栈，以便腾出寄存器用，最后出栈恢复。
$sp是栈指针。压栈$sp -= 4 * n出栈$sp += 4 * n$t0 ~ $t9是存放临时值的 不需要被调用者保存$s0 ~ $s7被调用者要负责保存和恢复现场的寄存器- 嵌套调用的话
$ra和参数寄存器之类可能互相覆盖，因此所有可能被覆盖的寄存器压栈，有必要的话，调用者会保存的会包括调用后还需要的$a0 ~ $a3和$t0 ~ $t9，被调用者会保存的包括$ra和被调用者使用的$s0 ~ $s7(因此迭代比递归性能高很多) - 多于4个参数的情况，可以将额外参数放在栈指针上方。
寄存器编号表
MIPS里的寻址
32位立即数
- MIPS里有个lui指令，可以用于设置寄存器的高16位，然后后续指令进行一次或运算就可以为低16位赋值。
- 汇编器为了创建32位常数，保留了
$at寄存器，来作为临时的寄存器。
操作数寻址模式
- 立即数寻址：操作数是立即数，来自指令
- 寄存器寻址：操作数是寄存器
- 基址寻址：操作数在内存中，其地址是常数与基址寄存器的和。
- PC相对寻址：操作数的地址是PC和指令中的常数和
- 伪直接寻址：操作数地址（跳转地址）是26位字段和PC高位相连
汇编器与伪指令
汇编器会将伪指令翻译为正式指令
举例
move $t0, $t1转译为add $t0, $zero, $t1blt转译为slt bne(其他同样的例子:bgtbgeble)la是 load address 比如la``$t0,var1li是 load immediate 比如li$1,0x3BF20