MIPS的寄存器、指令和寻址方式的分类

淡淡的烟草味﹌ 2023-08-17 15:46 102阅读 0赞

## MIPS的32个寄存器 ##

<table style="width:666px;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td>助记符</td> 
 <td>编号</td> 
 <td>作用</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>zero</td> 
 <td>0</td> 
 <td>恒为0</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>at</td> 
 <td>1</td> 
 <td>(assembly temporary)保留给汇编器使用</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>v0,v1</td> 
 <td>2-3</td> 
 <td>(values)子程序返回，即函数调用时的返回值</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>a0-a3</td> 
 <td>4-7</td> 
 <td>(arguments)子程序调用的前几个参数</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>t0-t7</td> 
 <td>8-15</td> 
 <td>(temporaries)临时变量，子程序使用时无需保存</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>t8-t9</td> 
 <td>24-25</td> 
 <td>&nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>s0-s7</td> 
 <td>16-23</td> 
 <td> (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 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>k0-k1</td> 
 <td>26-27</td> 
 <td>(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</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>gp</td> 
 <td>28</td> 
 <td> (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） </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>sp</td> 
 <td>29</td> 
 <td>(stack pointer)堆栈指针；指向栈顶的指针</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>fp/s9</td> 
 <td>30</td> 
 <td>(frame pointer)第九个寄存器变量；需要的子程序可以用来做帧指针</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>ra</td> 
 <td>31</td> 
 <td> (return address)子程序的返回值 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

## MIPS的指令 ##

### R型 ###

![1365470-20181224083801306-803051617.png][]

### I型 ###

![1365470-20181224083733697-1891557943.png][]

### J型 ###

![1365470-20181224085412407-310501629.png][]

## 基本指令格式 ##

![1365470-20181224091945963-1242315598.png][]

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

![1365470-20181224092259380-1487247467.png][]

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 ####

![1365470-20181224090437964-2057104831.png][]

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 ####

![1365470-20181224091817827-1751751888.png][]

## MIPS寻址方式 ##

![1365470-20181224093518816-1932453902.png][]

*  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][http_www.cnblogs.com_junuh_archive_2009_06_12_1502030.html]

2、[https://blog.csdn.net/qq\_32146369/article/details/79006728][https_blog.csdn.net_qq_32146369_article_details_79006728]

3、[https://zhuanlan.zhihu.com/p/38534417][https_zhuanlan.zhihu.com_p_38534417]

转载于:https://www.cnblogs.com/lfri/p/10165353.html

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[1365470-20181224090437964-2057104831.png]: /images/20230810/9f272db03e6948088721bcc4d16f1291.png
[1365470-20181224091817827-1751751888.png]: /images/20230810/9594157c64054c8eb1256332b724be44.png
[1365470-20181224093518816-1932453902.png]: /images/20230810/ed1685ef3a384c2e82aae5452d3d6f78.png
[http_www.cnblogs.com_junuh_archive_2009_06_12_1502030.html]: http://www.cnblogs.com/junuh/archive/2009/06/12/1502030.html
[https_blog.csdn.net_qq_32146369_article_details_79006728]: https://blog.csdn.net/qq_32146369/article/details/79006728
[https_zhuanlan.zhihu.com_p_38534417]: https://zhuanlan.zhihu.com/p/38534417