Computer_compusition_ch2-1 指令-计算机的语言

ch2-1 指令-计算机的语言

MIPS汇编指令

• MIPS-32概述
• 三类汇编指令
• 过程支持
• c程序执行过程
• 五种寻址方式
• 字符支持 同步指令队ll-sc 排序程序 ARM与x86

---

指令的组成 MIPS的设计思想

计算机本质执行机器语言指令-01串

1. 指明执行操作-操作码-01串前几位
2. 数据来源、去向-操作数/地址码-01串剩余位
   | 操作码 | 地址码 | 地址码 |

MIPS作为RISC指令集，力求简单，所用均为MIPS-32（32位长）

---

MIPS-32中的通用寄存器

MIPS运算操作数必须来自寄存器-register或者位于cpu中比cache小的存储器-层式存储结构的塔尖部分

专用寄存器如程序计数器pc
相对的为通用寄存器-暂时存放运算数据

MIPS由32个32位寄存器，共128B
有如下约定:

• 程序中变量存放在保存寄存器-store reg中：$s0?$s7共8个
• 运算中临时变量、中间变量放在临时寄存器-temp reg中：$s0?$s9共10个
• 特殊的零寄存器，永远放32位0：$zero

---

三类汇编指令

运算指令

1. 算数运算
   加减 add sub
   加立即数 addi
2. 逻辑运算
   与或非 and or nor
   逻辑移位 sll srl

数据传送（MEM<->REG）

1. 取字 lw
2. 存字 sw
3. 伪指令 move和li（addi）
4. 装载32位立即数 lui+ori

决策指令

1. 小于则置位 slt

2. 条件分支 beq bne

3. 分支伪指令 blt bgt ble bge

4. 无条件跳转 j

   三种指令格式
   R型 add，sub，sll
   I型 addi，lw，sw
   J型 j

---

算术运算

c=a+b
add c，a，b
将a和b中的数据相加，并将结果存放在c中
减法ab有序
通式：add/sub des，src1，src2

i++/i=i+1
加法指令的src2改为常数1
没有subi 即立即数可以为附属

逻辑按位、移位运算

同时为1 与and结果为1
至少一个为1 或or结果为1
任何数据 非nor结果01取反

shift left logic
sll $s0,$s1,2 里面的2是位移量要与addi的立即数区分开

---

综合练习1：变量的运算与赋值

注意里面的*5用4+1简化，没有subi，临时变量用$t0

---

寄存器-存储器数据传送指令

运算指令的操作数来自寄存器或这令本身
通用寄存器一共只有128B
数组元素占据成千上万个字节，只能存放在内存中
数组的第一个元素a[0]的32位地址称为数组的基址
如果源操作数在内存中，a[5]的地址表示为20($s1),机器会自动算好基址和偏移量，找到a[5]的地址

MIPS的通用寄存器都是32位长
这个长度就是MIPS体系结构的字长，通常代表了参与运算的数据长度
因此约定，1字=32b=4B

a[5]相对于a[0]，在内存中距离是5个字而不是5个字节，而内存按照字节编址，所以偏移量应该是20字节

---

寄存器间的数据传送 装载立即数到寄存器

MIPS没有专门的寄存器间的移动数据的指令，可以通过把源寄存器的数据加上0再保存到目标寄存器中
addi $s1,$t0,0
add $s1,$t0,$zer0
用伪指令move $s1,$s0

把常数10装入寄存器$s2
addi $s2,$zero,10
伪指令li $s2,10

---

装载32位立即数到寄存器

立即数只能占用32位的16位
我们必须先用取高位立即数lui，放在高16位，之后再用ori与低16位立即数7FFF进行或运算
不能使用addi代替ori指令，如果低16位的最高位是1，addi就会理解为负数

---

综合练习2

数据大于32767，无脑使用装在32位立即数到寄存器
地址的字节表示不可以表示4i（$s0）,需要单独列出4i数字，根据题意i就是$s1所存的数

---

就酱，感谢你的阅读