MIPS指令集
mips指令集(24条指令)的字段和功能描述
MIPS指令集(24条指令)的字段和功能描述指令集概述M I PS(M ic ro pr oc es s or wi th ou tI nt erl o ck ed Pi pe li ne dSt a ge s)指令集是一种精简指令集(R IS C)体系结构,广泛应用于计算机体系结构的教学和实践中。
本文将介绍M IP S指令集中的24条常用指令,并对它们的字段和功能进行详细描述。
加载和存储指令1.l w指令字段描述:-指令格式:lw$r t,o f fs et($rs)-r s(源寄存器):指定存储单元的基址寄存器-r t(目标寄存器):指定目标寄存器,用于存储从存储单元中加载的数据-o ff se t:用于指定存储单元的偏移量,计算出实际地址功能描述:l w指令用于从存储单元中加载数据到目标寄存器。
它通过基址寄存器和偏移量计算出实际地址,并将存储单元中的数据加载到目标寄存器中。
2.s w指令字段描述:-指令格式:sw$r t,o f fs et($rs)-r s(源寄存器):指定存储单元的基址寄存器-r t(目标寄存器):指定源寄存器,用于存储到存储单元中的数据-o ff se t:用于指定存储单元的偏移量,计算出实际地址功能描述:s w指令用于将源寄存器中的数据存储到指定的存储单元中。
它通过基址寄存器和偏移量计算出实际地址,并将源寄存器中的数据存储到该地址对应的存储单元中。
算术和逻辑指令3.a d d指令字段描述:-指令格式:ad d$rd,$rs,$rt-r s(源寄存器1):参与运算的第一个源寄存器-r t(源寄存器2):参与运算的第二个源寄存器-r d(目标寄存器):用于存储运算结果功能描述:a d d指令用于将两个源寄存器中的数据相加,并将结果存储到目标寄存器中。
4.s u b指令字段描述:-指令格式:su b$rd,$rs,$rt-r s(源寄存器1):参与运算的第一个源寄存器-r t(源寄存器2):参与运算的第二个源寄存器-r d(目标寄存器):用于存储运算结果功能描述:s u b指令用于将源寄存器2中的数据从源寄存器1中的数据减去,并将结果存储到目标寄存器中。
MIPS32指令集(多来源_格式整齐)
MIPS32指令集MIPS指令可以分成以下各类:空操作no-op;寄存器/寄存器传输:用得很广,包括条件传输在内;常数加载:作为数值和地址的整型立即数;算术/逻辑指令;整数乘法、除法和求余数;整数乘加;加载和存储;跳转、子程序调用和分支;断点和自陷;CP0功能:CPU控制指令浮点;用户态的受限访问:rdhwr和synci注:64位版本开头以“d”表示,无符号数以“u”结尾,立即数通常以“i”结尾,字节操作以“b”结尾,双字操作以“d”结尾,字操作以“w”结尾1、空操作:nop:相当于sll zero,zero,o,ssnop: equals sll zero,zero,1.这个指令不得与其它指令同时发送,这样就保证了其运行要花费至少一个时钟周期。
这在简单的流水线的CPU上无关紧要,但在复杂些的实现上对于实现强制的延时很有用。
2、寄存器/寄存器传送:move: 通常用跟$zero寄存器的or来实现,或者用addu。
movf, movt, movn, movz: 条件传送。
3、常数加载:dla、la: 用来加载程序中某些带标号的位置或者变量的地址的宏指令;dli、li: 装入立即数常数,这是一个宏指令;lui: 把立即数加载到寄存器高位。
4、算术/逻辑运算:add、addi、dadd、daddi、addu、addiu、daddu、daddiu、dsub、sub、subu:加法指令和减法指令;abs,dabs:绝对值;dneg、neg、negu:取相反数;and、andi、or、ori、xor、nor:逐位逻辑操作指令;drol、rol、ror:循环移位指令;sll、srl、sra:移位。
5、条件设置指令:slt、slti、sltiu、sltu、seq、sge、sle、sne:条件设置。
6、整数乘法、除法和求余数:div、mul、rem等等。
7、整数乘加(累加):mad等。
8、加载和存储:lb、ld、ldl、ldr、sdl、sdr、lh、lhu、ll、sc、pref、sb等操作。
mips基础指令
mips基础指令MIPS(Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages)是一种高性能的RISC(Reduced Instruction Set Computing)指令集架构,其指令集被广泛应用于工业控制、嵌入式系统、服务器等领域。
MIPS指令集的特点是指令精简、寄存器丰富、执行效率高。
本文将主要介绍MIPS基础指令,帮助初学者快速入门。
一、MIPS基础指令结构MIPS指令的格式为“操作码r1,r2,r3”,其中操作码指示了该指令的功能,而r1、r2、r3分别指定了指令所需的操作数,通常为寄存器或常数。
以下是MIPS指令的分类:1.算术指令算术指令主要包括加、减、乘、除等指令,其中最基本的指令为ADD指令,格式为“ADD r1,r2,r3”,表示将r2和r3的值相加,存放到r1中。
其他的算术指令根据功能的不同,指定相应的操作码。
2.逻辑指令逻辑指令主要包括与、或、非、异或等指令,同样地,最基本的指令为AND指令,格式为“AND r1,r2,r3”,表示将r2和r3的值进行与运算,存放到r1中。
其他的逻辑指令根据功能的不同,指定相应的操作码。
3.移位指令移位指令主要包括逻辑左移、逻辑右移以及算术右移等指令,其中最基本的指令为SLL指令,格式为“SLL r1,r2,n”,表示将r2的值向左移动n位,空出的低位用0填充,存放到r1中。
其他的移位指令根据功能的不同,指定相应的操作码。
4.存取指令存取指令主要包括读、写、加载等指令,其中最基本的指令为LOAD指令,格式为“LOAD r1,addr”,表示将存储在addr地址中的数据加载到r1中。
其他的存取指令根据功能的不同,指定相应的操作码。
5.分支指令分支指令主要包括BZ(分支为零)、BC(分支为给定条件)、J(无条件跳转)等指令,其中最基本的指令为JUMP指令,格式为“JUMP addr”,表示将程序的控制跳转到addr地址处。
c语言 mips指令
c语言 mips指令MIPS指令集是一种32位精简指令集(RISC)体系结构,它在计算机体系结构领域具有非常广泛的应用。
在编写C语言程序时,通常需要将高级语言的代码转化为MIPS指令集的汇编代码。
以下是一些关于C语言和MIPS指令集的相关参考内容,其中不包含链接的详细解释:1. C语言的数据类型映射到MIPS指令集的寄存器:- int类型通常映射到整数寄存器($t0-$t9)- float类型通常映射到浮点寄存器($f0-$f31)- char类型通常也映射到整数寄存器,但需要使用指令来执行字节操作2. C语言的条件语句(if-else语句)在MIPS指令集中的实现: - 使用比较指令(比如"slt", "sltu")将两个操作数进行比较- 根据比较的结果,使用分支指令(比如"beq", "bne", "j")跳转到不同的代码块- 可以使用标签(label)来标记不同的代码块,以便跳转3. C语言的循环语句(for循环、while循环)在MIPS指令集中的实现:- 使用比较指令判断循环条件,如果条件满足,则执行循环体内的指令- 在循环体内执行相应的操作,包括更新循环变量的值- 使用分支指令(比如"beq", "bne", "j")跳转到循环开头或循环结束的位置4. C语言的函数调用和参数传递在MIPS指令集中的实现:- 使用特殊的寄存器(比如$ra、$fp、$sp)来保存函数的返回地址、帧指针和栈指针- 将函数参数保存在寄存器或者栈中,并在函数内部使用它们- 使用分支指令跳转到函数的入口,执行函数体内的指令- 使用jr指令返回到调用函数的位置5. C语言中的数组和指针在MIPS指令集中的实现:- 使用基址寄存器(比如$gp)和偏移量来访问数组的元素- 使用la指令加载数组的地址到寄存器,使用lw和sw指令进行读取和存储操作- 使用指针变量保存地址,进行间接寻址操作6. C语言中的结构体和联合体在MIPS指令集中的实现:- 结构体和联合体的成员通常按照顺序在内存中排列- 使用指令来访问结构体和联合体的成员,比如使用lb和sb指令加载和存储字节型成员这些参考内容可以帮助程序员理解在C语言程序中,各种语法和语义对应着MIPS指令集的实现方式。
MIPS指令集汇总
MIPS指令集汇总以下是一些常用的MIPS指令:1.算术和逻辑操作:- add:将两个寄存器中的值相加,并将结果存储到目标寄存器中。
- sub:将第一个寄存器的值减去第二个寄存器的值,并将结果存储到目标寄存器中。
- mult:将两个寄存器中的值相乘,并将结果存储在两个特殊寄存器(HI和LO)中。
- div:将第一个寄存器的值除以第二个寄存器的值,并将结果存储在两个特殊寄存器(HI和LO)中。
- and:对两个寄存器中的值进行按位与操作,并将结果存储到目标寄存器中。
- or:对两个寄存器中的值进行按位或操作,并将结果存储到目标寄存器中。
- xor:对两个寄存器中的值进行按位异或操作,并将结果存储到目标寄存器中。
2.数据传输指令:- lw:从内存中加载一个字(4个字节)的数据到指定的寄存器中。
- sw:将指定寄存器中的数据存储到内存的指定位置中。
- lb:从内存中加载一个字节的数据到指定的寄存器中。
- sb:将指定寄存器中的数据的低8位存储到内存的指定位置中。
3.分支和跳转指令:- beq:如果两个寄存器中的值相等,则跳转到目标地址。
- bne:如果两个寄存器中的值不相等,则跳转到目标地址。
-j:无条件跳转到目标地址。
- jr:无条件跳转到一个寄存器中存储的地址。
- jal:有条件跳转到目标地址,并将返回地址保存在链接寄存器($ra)中。
4.系统调用指令:- syscall:执行一个系统调用,通过系统调用号(存储在$v0寄存器中)来定义执行的操作。
5.位移指令:- srl:对寄存器中的值进行逻辑右移。
- sll:对寄存器中的值进行逻辑左移。
- sra:对寄存器中的值进行算术右移。
除了上述指令外,还有一些其他的MIPS指令,如条件分支和加载延迟等。
此外,MIPS还支持浮点运算指令集(MIPS-FP),用于处理浮点运算。
总结起来,MIPS指令集包含了各种算术和逻辑操作、数据传输、分支和跳转、系统调用以及位移指令。
mips跳转指令
mips跳转指令MIPS指令集是一种经典的RISC(Reduced Instruction Set Computer)架构,其中包含多种跳转指令。
这些跳转指令在程序的流程控制中起着重要的作用,能够实现条件跳转、无条件跳转以及子程序调用等功能。
1. J(Jump)指令J指令用于无条件跳转到指定地址。
它的语法格式为:```j target```其中target是跳转目标地址,需要满足4字节对齐。
该指令将PC(程序计数器)的前28位替换为target,最后两位替换为PC的当前高4位。
这样就可以实现无条件跳转到指定地址的功能。
2. JR(Jump Register)指令JR指令用于无条件跳转到寄存器中存储的地址。
它的语法格式为:```jr $rs```其中$rs是一个通用寄存器,其存储的值是跳转目标地址。
该指令将PC的值替换为$rs寄存器的内容,实现无条件跳转到寄存器中存储的地址。
3. JAL(Jump And Link)指令JAL指令用于有条件跳转到指定地址,并保存返回地址到$31寄存器中。
它的语法格式为:```jal target```其中target是跳转目标地址,需要满足4字节对齐。
该指令将PC的当前值保存到$31寄存器中,并将PC的前28位替换为target,最后两位替换为PC的当前高4位。
这样就可以实现有条件跳转到指定地址的功能,并且保存返回地址以便后续程序执行。
4. JALR(Jump And Link Register)指令JALR指令用于有条件跳转到寄存器中存储的地址,并保存返回地址到$31寄存器中。
它的语法格式为:```jalr $rs```其中$rs是一个通用寄存器,其存储的值是跳转目标地址。
该指令将PC的值保存到$31寄存器中,并将PC的值替换为$rs寄存器的内容。
这样就可以实现有条件跳转到寄存器中存储的地址的功能,并且保存返回地址以便后续程序执行。
5. BEQ(Branch if Equal)指令BEQ指令用于在两个操作数相等时跳转到指定地址。
mips基础指令
mips基础指令【最新版】目录1.MIPS 简介2.MIPS 基础指令的分类3.MIPS 基础指令的寻址方式4.MIPS 基础指令的示例与解释正文MIPS(Machine Independent Programming System) 是一种基于RISC(Reduced Instruction Set Computer) 架构的处理器指令集。
与CISC(Complex Instruction Set Computer) 架构相比,RISC 架构的特点是指令集简单、每个指令执行的时间固定、且大部分指令可以在一条时钟周期内完成。
MIPS 基础指令包括以下几类:1.移动指令:将数据从一个寄存器移动到另一个寄存器或者内存地址中。
2.算术指令:包括加法、减法、乘法和除法等基本算术运算。
3.逻辑指令:包括位运算和逻辑运算。
4.跳转指令:用于改变程序的执行流程,包括条件跳转和无条件跳转两种。
5.调用和返回指令:用于实现子程序的调用和返回。
MIPS 基础指令的寻址方式包括以下几种:1.寄存器寻址:直接使用寄存器中的地址。
2.立即数寻址:直接使用指令中的立即数。
3.内存寻址:使用内存地址作为操作数的来源。
4.相对寻址:使用寄存器中的地址与指令中的偏移量相加得到操作数的地址。
5.基址寻址:使用基址寄存器中的地址与指令中的偏移量相加得到操作数的地址。
6.索引寻址:使用寄存器中的地址与指令中的索引值相加得到操作数的地址。
以下是一些 MIPS 基础指令的示例与解释:1.移动指令:将寄存器$t0 中的数据移动到寄存器$t1 中。
指令:move $t1, $t02.算术指令:将寄存器$t0 中的数据加上寄存器$t1 中的数据,并将结果存储在寄存器$t2 中。
指令:add $t2, $t0, $t13.逻辑指令:将寄存器$t0 中的数据与寄存器$t1 中的数据进行按位与运算,并将结果存储在寄存器$t2 中。
指令:and $t2, $t0, $t14.跳转指令:如果寄存器$t0 中的值为 0,则跳转到地址 0x1000 处执行指令;否则继续执行下一条指令。
mips指令长度
mips指令长度MIPS(Microprocessor without Interlocked Pipelined Stages)是一种精简指令集计算机(RISC)架构,在各种应用领域广泛使用。
MIPS指令集的设计以简洁和高效执行为目标,因此其指令长度也相对较短,一般为32位。
本文将探讨MIPS指令长度的相关内容。
首先,MIPS指令用32位二进制数表示,其中包含了操作码(opcode)、源操作数(source operands)、目标操作数(destination operand)和操作数扩展字段(immediate field)等信息。
具体的指令格式如下:```31 26 25 21 20 16 15 0┌──────────┬─────┬────┬───────┬──────────────────────────────────┐│ Opcode │ Rs │ Rt │ Rd │ immediate / address │└──────────┴─────┴────┴───────┴──────────────────────────────────┘```其中,Opcode字段表示指令的类型和操作,占6位。
Rs(源寄存器)和Rt(目标寄存器)字段分别指定了操作的两个操作数来源,每个字段占5位。
Rd(目标寄存器)字段指定了操作结果的存储位置,占5位。
Immediate字段用于存储立即数或地址,占16位。
根据MIPS指令集架构的设计原则,指令长度一般为32位,这是因为32位的指令长度能够满足大多数指令的需求,同时保持指令处理的高效性。
相比之下,较长的指令长度将导致更高的存储和带宽需求,降低了指令处理的效率;而较短的指令长度则可能限制指令的表达能力。
因此,32位的指令长度是在性能和复杂度之间找到的平衡点。
此外,MIPS还采用了三个寄存器作为指令执行的操作数,分别为源操作数寄存器Rs、目标操作数寄存器Rt和存储结果寄存器Rd。
MIPS汇编指令集
MIPS汇编指令集MIPS汇编MIPS指令集MIPS指令集属于精简指令集MIPS的所有指令都是32位,指令格式简单,⽽X86的指令长度不是固定的。
简单的指令和格式易于译码和流⽔线操作,但是代码密度不⾼,导致⼆进制⽂件⼤MIPS有32个通⽤寄存器REG,为什么是32个⽽不是更多呢?因为更多的寄存器需要更多的指令空间对寄存器编码,也会增加上下⽂切换的负担。
MIPS指令格式R格式655556op rs rt rd shamt funct⽤处:寄存器-寄存器ALU操作读写专⽤寄存器I格式65516op rs rt⽴即数操作⽤处:加载/存储字节,半字,字,双字条件分⽀,跳转,跳转并链接寄存器J格式626op跳转地址⽤处:跳转,跳转并链接陷阱和从异常中返回各字段含义:op:指令基本操作,称为操作码。
rs:第⼀个源操作数寄存器。
rt:第⼆个源操作数寄存器。
rd:存放操作结果的⽬的操作数。
shamt:位移量;funct:函数,这个字段选择op操作的某个特定变体。
例:add $t0,$s0,$s1表⽰$t0=$s0+$s1,即16号寄存器(s0)的内容和17号寄存器(s1)的内容相加,结果放到8号寄存器(t0)。
指令各字段的⼗进制表⽰为:016178032op=0和funct=32表⽰这是加法,16=$s0表⽰第⼀个源操作数(rs)在16号寄存器⾥,17=$s1表⽰第⼆个源操作数(rt)在17号寄存器⾥,8=$t0表⽰⽬的操作数(rd)在8号寄存器⾥。
把各字段写成⼆进制,为:00000010000100010100000000100000这就是上述指令的机器码(machine code),可以看出是很有规则性的。
MIPS指令MIPS没有栈操作指令,调⽤⼦程序时没有⾃动压栈的call指令,只能⽤jal。
MIPS的内存映射、中断等功能都做到了协处理器0(cp0)中,浮点运算做到了协处理器1(cp1)中。
MIPS的寻址⽅式最简单,仅有寄存器加偏移寻址⽅式。
mips指令集
mips指令集加入日期条目指令2016年3月18日1sb2li(load immediate)3la(load address)4move5nop6bal7.set8.global9mtc010or11j2016年3月19日1.align2016年3月21日1bne(branch not equal)2subu3and4sw5addiu6srl7bnez(branch not equal zero) 2016年3月26日1LB 2LH3LW4LD5L.S6L.D7SB8SH9SW10SD11S.S12S.D2016年3月28日1beq(branch equal)2sll2016年3月31日1b2 .ent3beqz(Branch if Equal Zero )2016年4月1日1sltMIPS指令集(时序)解释把一个字节的数据从寄存器存储到存储器指令用于将一个立即数存入一个通用寄存器指令用于将一个地址(或者标签)存入一个通用寄存器将一个寄存器的值传给另外一个寄存器no-operationpc相对的子程序/函数调用设置状态设置全局可见将数据从特殊寄存器复制到通用寄存器或运算,两个寄存器中的内容相或直接跳转指令,跳转的地址在指令中bne s,t,label if (s != t) goto label三操作数减运算交运算存储一个字addiu是GPR和立即数做无符号加法操作32位逻辑右移条件转移指令,当寄存器中内容不为0时转移发生从存储器中读取一个字节的数据到寄存器从存储器中读取半个字的数据到寄存器从存储器中读取一个字的数据到寄存器从存储器中读取双字的数据到寄存器从存储器中读取单精度浮点数到寄存器从存储器中读取双精度浮点数到寄存器把一个字节的数据从寄存器存储到存储器把半个字节数据从寄存器存储到存储器把一个字的数据从寄存器存储到存储器把t2寄存器中值(1 Word),存储到t0的值再减去偏移量12, 所指向的RAM 中把两个字节的数据从寄存器存储到存储器把单精度浮点数从寄存器存储到存储器把双精度数据从存储器存储到存储器if (s == t) goto lable左移转移到标签告诉assembler将这一点标志为“name”函数的起始点,为调试提供信息。
MIPS指令集
if($1!=$2) if (rs != rt) PC <- PC+4 +
bne $1,$2,10 goto PC+4+4 (sign-extend)immediate<<2
0
if($2<10) if (rs <(sign-extend)immediate)
slti $1,$2,10 $1=1 else rt=1 else rt=0 ;
00000
0000 10101
sltu
rs rt rd
sltu $1,$2,$3 $1=1 else =$2,rt=$3, rd=$1
0
01
$1=0
(无符号数)
rd <- rt << shamt ;shamt 存放移
00000 0000
sham 00000
位的位数,
sll
rt rd
sll $1,$2,10 $1=$2<<10
助记 指令格式
符
示例
示例含义 操作及其解释
25..2 20..1 15..1
Bit # 31..26
10..6 5..0
161
R-typ
sham
op rs rt rd
func
e
t
00000
0000 10000
rd <- rs + rt ;其中 rs=$2,rt=$3,
add
rs rt rd
add $1,$2,$3 $1=$2+$3
$1=$2+100
00
其中 rt=$1,rs=$2
00100
addiu
rs rt immediate
mips核心指令
mips核心指令MIPS核心指令是一种常用于计算机体系结构中的指令集架构,它是一种基于RISC(精简指令集计算机)原则设计的指令集。
MIPS 核心指令集包括了许多常见的操作指令,如加载和存储指令、算术和逻辑指令、分支和跳转指令等。
下面将对MIPS核心指令集的一些重要指令进行介绍。
一、加载和存储指令1. Load Word(LW)指令:LW指令用于从内存中加载一个字(32位数据)到寄存器中。
它的语法为:LW $rt, offset($rs),其中$rt表示目标寄存器,offset表示偏移量,$rs表示基址寄存器。
这个指令非常常用,用于从内存中读取数据进行后续计算或操作。
2. Store Word(SW)指令:SW指令用于将一个字(32位数据)存储到内存中。
它的语法为:SW $rt, offset($rs),其中$rt表示源寄存器,offset表示偏移量,$rs表示基址寄存器。
SW指令常用于将计算结果存储到内存中,以便后续的读取和使用。
二、算术和逻辑指令1. Add(ADD)指令:ADD指令用于将两个寄存器中的值相加,并将结果存储到目标寄存器中。
它的语法为:ADD $rd, $rs, $rt,其中$rd表示目标寄存器,$rs和$rt表示源寄存器。
ADD指令常用于数值计算和数据处理中。
2. Subtract(SUB)指令:SUB指令用于将一个寄存器中的值减去另一个寄存器中的值,并将结果存储到目标寄存器中。
它的语法为:SUB $rd, $rs, $rt,其中$rd表示目标寄存器,$rs和$rt表示源寄存器。
SUB指令常用于进行减法运算。
3. Bitwise AND(AND)指令:AND指令用于对两个寄存器中的值进行按位与操作,并将结果存储到目标寄存器中。
它的语法为:AND $rd, $rs, $rt,其中$rd表示目标寄存器,$rs和$rt表示源寄存器。
AND指令常用于逻辑运算和掩码操作。
三、分支和跳转指令1. Branch on Equal(BEQ)指令:BEQ指令用于在两个寄存器中的值相等时进行分支跳转。
5.5 MIPS指令概述
计算机组成原理第五章指令系统5.5 MIPS指令概述1MIPS指令概述■MIPS (Microprocessor without Intellocked Pipleline Stages)是80年代初期由斯坦福大学Hennessy教授领导的研究小组研制成功;■属于精简指令集计算机RISC(Reduced Instruction Set Computer);■MIPS指令集有MIPS I,MIPS II,MIPS III,MIPS IV,MIPS V,MIPS32,和MIPS64多个版本;■早期主要用于嵌入式系统,如Windows CE的设备,路由器,家用网关和视频游戏机,现在已经在PC机、服务器中得到广泛应用1MIPS指令概述■MIPS指令集有以下特点:♦简单的Load/Store结构♦易于流水线CPU设计♦易于编译器开发♦MIPS指令的寻址方式非常简单,每条指令的操作也非常简单2MIPS 指令格式概述000000R s R t shamtR d 6bits funct5bits 5bits 5bits 5bits 6bitsR 型指令OP R s R t 6bits 立即数5bits 5bits16bits I 型指令OP 6bits 立即数26bits J 型指令■只有三种指令格式♦Rs,Rt 分别为第一、二源操作数;Rd 为目标操作数;♦双目、Load/Store: Rs 和立即数是源操作数,Rt 为目标操作数;♦条件转移: Rs,Rt 均为源操作数;♦26位立即数作为跳转目标地址的部分地址寄存器名寄存器编号用途说明$s00保存固定的常数0$at 1汇编器的临时变量$v0~$v12~3子函数调用返回结果$a0~$a34~7函数调用参数1~3$t0~$t78~15临时变量,函数调用时不需要保存和恢复$s0~$s716~23函数调用时需要保存和恢复的寄存器变量$t8~$t924~25临时变量,函数调用时不需要保存和恢复$k0~$k126~27中断、异常处理程序使用$gp28全局指针变量(Global Pointer)$sp 29堆栈指针变量(Stack Pointer)$fp 30帧指针变量(Frame Pointer)$ra31返回地址(Return Address)3MIPS 寄存器♦还有32个32位单精度浮点寄存器f 0-f 31♦还有2个32位乘、商寄存器H i 和L 0;乘法法分别存放64位乘积的高、低32位;除法时分别存放余数和商。
(完整word版)MIPS 指令集
000100
sllv $1,$2,$3
$1=$2<<$3
rdrt << rs;其中rs=$3,rt=$2, rd=$1
srlv
000000
rs
rt
rd
00000
000110
srlv $1,$2,$3
$1=$2>>$3
rdrt >> rs;(logical)其中rs=$3,rt=$2, rd=$1
if($2<10)
$1=1 else
$1=0
if (rs<(zero-extend)immediate) rt=1 else rt=0;其中rs=$2,rt=$1
J-type
op
address
j
000010
address
j 10000
goto 10000
PC(PC+4)[31..28],address,0,0;address=10000/4
andi $1,$2,10
$1=$2 | 10
rtrs | (zero-extend)immediate;其中rt=$1,rs=$2
xori
001110
rs
rt
immediate
andi $1,$2,10
$1=$2 ^ 10
rtrs xor (zero-extend)immediate;其中rt=$1,rs=$2
or
000000
rs
rt
rd
00000
100101
or $1,$2,$3
$1=$2 | $3
rdrs | rt;其中rs=$2,rt=$3, rd=$1
c语言 mips指令
MIPS是一种精简指令集(RISC)架构,它是一种用于构建嵌入式系统、超级计算机和游戏机的微处理器架构。
在C语言中,您可以使用汇编指令集来与MIPS架构进行交互。
以下是一些常用的MIPS汇编指令:1. add:将两个操作数相加并将结果存储在指定的寄存器中。
2. sub:从第一个操作数中减去第二个操作数并将结果存储在指定的寄存器中。
3. mul:将两个操作数相乘并将结果存储在指定的寄存器中。
4. div:将第一个操作数除以第二个操作数并将结果存储在指定的寄存器中。
5. move:将一个操作数的值复制到另一个操作数中。
6. load:将数据从内存加载到寄存器中。
7. store:将数据从寄存器存储到内存中。
8. jump:无条件跳转到指定的地址。
9. jr:将控制权转移给指定的寄存器中的地址。
10. syscall:发起系统调用并等待其完成。
在C语言中,您可以使用内联汇编(inline assembly)来编写MIPS汇编代码。
下面是一个使用内联汇编实现两个整数相加的示例:```cint main() {int a = 10;int b = 20;int result;__asm__ __volatile__("add $t0, %1, %2; move %0, $t0" : "=r"(result) : "r"(a), "r"(b));printf("The result is %d\n", result);return 0;}```在这个示例中,使用了add指令将a和b相加,并将结果存储在$t0寄存器中。
然后使用move指令将$t0寄存器的值复制到result变量中。
注意,使用了$符号来标识寄存器,%符号来标识操作数。
mips的指令集
mips的指令集MIPS指令集是一种常见的计算机指令集架构,广泛应用于大多数工作站、服务器和嵌入式系统中。
本文将介绍MIPS指令集的基本特点、主要指令和应用领域。
一、MIPS指令集的基本特点MIPS指令集采用精简指令集计算机(RISC)的设计理念,以简洁、高效的指令集为特点。
其基本特点包括:1. 定长指令格式:MIPS指令集采用定长指令格式,每条指令占据32位,简化了指令解码过程,提高了指令的执行速度。
2. 加载/存储架构:MIPS指令集采用了加载/存储架构,只有专门的加载和存储指令可以访问内存,其他指令只能对寄存器进行操作,这样可以减少存储器的访问时间,提高了指令的执行效率。
3. 三地址指令格式:MIPS指令集的大多数指令都采用三地址指令格式,即指令中包含三个操作数的寄存器地址,使得指令的操作更加灵活。
二、MIPS指令集的主要指令1. 数据传输指令MIPS指令集提供了一系列数据传输指令,包括加载指令(例如lw、lb等)和存储指令(例如sw、sb等),用于将数据从内存加载到寄存器或将数据从寄存器存储到内存中。
2. 算术逻辑指令MIPS指令集提供了一系列算术逻辑指令,包括加法指令(例如add、addi等)、减法指令(例如sub、subi等)、乘法指令(例如mul、muli等)和逻辑运算指令(例如and、or等),用于进行基本的算术和逻辑运算。
3. 控制指令MIPS指令集提供了一系列控制指令,包括无条件跳转指令(例如j、jr等)、条件跳转指令(例如beq、bne等)和函数调用指令(例如jal、jalr等),用于实现程序的控制流程。
4. 浮点运算指令MIPS指令集还提供了一系列浮点运算指令,包括浮点加法指令(例如add.s)、浮点乘法指令(例如mul.s)和浮点比较指令(例如c.eq.s),用于进行浮点数的运算和比较。
三、MIPS指令集的应用领域由于MIPS指令集具有精简、高效的特点,因此在许多领域得到了广泛的应用,包括:1. 嵌入式系统:MIPS指令集在嵌入式系统中应用广泛,例如智能手机、路由器、数字电视等,这些系统对指令的执行效率和功耗有较高的要求,MIPS指令集正好满足了这些需求。
c语言 mips指令
c语言mips指令MIPS指令集是一种为MIPS架构的微处理器设计的计算机指令集。
这是一种RISC(精简指令集计算机)指令集,它的设计目标是使其在各种不同的硬件实现上都能高效地运行。
对于C语言,通常使用编译器将C代码编译成MIPS汇编指令。
例如,下面是一个简单的C程序,用于计算两个整数之和:c复制代码#include<stdio.h>int main() {int a = 5;int b = 10;int sum = a + b;printf("Sum is: %d\n", sum);return0;}这个程序可以编译成MIPS汇编语言,如下所示:assembly复制代码# MIPS assembly code for the above C program.text.globl mainmain:# Load the values of a and b into $t0 and $t1 respectivelyaddi $t0, $zero, 5 # Load the value of a into $t0addi $t1, $zero, 10 # Load the value of b into $t1add $t2, $t0, $t1 # Add the values in $t0 and $t1 and store the result in $t2 (sum)li $v0, 1 # Load the system call number for print_int into $v0 move $a0, $t2 # Move the value in $t2 (sum) into $a0, which is the first argument of print_intsyscall # Call the kernel to execute print_intli $v0, 10 # Load the system call number for exit into $v0syscall # Call the kernel to exit以上MIPS汇编代码对应于C程序的各个部分。
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$1=100*6553 立即数放到目标寄存器高 16
6
位,目标寄存器的低 16 位填
0
10001
lw
rs rt immediate
1
$1=memory[ rt <- memory[rs +
lw $1,10($2) $2
(sign-extend)immediate]
;
+10]
rt=$1,rs=$2
10101
0000 00011
rd <- rt >> rs ;(logical)其中 rs=
srlv
rs rt rd
srlv $1,$2,$3 $1=$2>>$3
0
00
$3,rt=$2, rd=$1
00000
0000 00011 srav
srav
rs rt rd
0
0 1 $1,$2,$3
rd <- rt >> rs ;(arithmetic) 注意 $1=$2>>$3 符号位保留
MIPS32 指令集 MIPS 指令可以分成以下各类:
空操作 no-op; 寄存器/寄存器传输:用得很广,包括条件传输在内; 常数加载:作为数值和地址的整型立即数; 算术/逻辑指令; 整数乘法、除法和求余数; 整数乘加; 加载和存储; 跳转、子程序调用和分支; 断点和自陷; CP0 功能:CPU 控制指令 浮点; 用户态的受限访问:rdhwr 和 synci 注:64 位版本开头以“d”表示,无符号数以“u”结尾,立即数通常以“i”结尾,字节操作以“b” 结尾,双字操作以“d”结尾,字操作以“w”结尾
1、空操作:nop:相当于 sll zero,zero,o, ssnop: equals sll zero,zero,1.
这个指令不得与其它指令同时发送,这样就保证了其运行要花费至少一个时钟周期。这 在简单的流水线的 CPU 上无关紧要,但在复杂些的实现上对于实现强制的延时很有用。
2、寄存器/寄存器传送: move: 通常用跟$zero 寄存器的 or 来实现,或者用 addu。 movf, movt, movn, movz: 条件传送。
3、常数加载: dla、la: 用来加载程序中某些带标号的位置或者变量的地址的宏指令; dli、li: 装入立即数常数,这是一个宏指令; lui: 把立即数加载到寄存器高位。
4、算术/逻辑运算: add、addi、dadd、daddi、addu、addiu、daddu、daddiu、dsub、sub、subu:加法指令和
if($2<$3)
00000
0000 10101
if (rs < rt) rd=1 else rd=0 ;其中 rs
slt
rs rt rd
slt $1,$2,$3 $1=1 else
0
00
=$2,rt=$3, rd=$1
$1=0
if($2<$3) if (rs < rt) rd=1 else rd=0 ;其中 rs
6、整数乘法、除法和求余数: div、mul、rem 等等。
7、整数乘加(累加): mad 等。
8、加载和存储: lb、ld、ldl、ldr、sdl、sdr、lh、lhu、ll、sc、pref、sb 等操作。
9、浮点加载和存储: l.d、l.s、s.d、s.s 等
常用 MIPS 指令集及格式:
MIPS 指令集(共 31 条)
and
rs rt rd
and $1,$2,$3 $1=$2 & $3
0
00
rd=$1
00000
0000 10010
rd <- rs | rt ;其中 rs=$2,rt=$3,
or
rs rt rd
or $1,$2,$3 $1=$2 | $3
0
01
rd=$1
00000
0000 10011
rd <- rs xor rt ;其中 rs=$2,
$1=0
其中 rs=$2,rt=$1
sltiu $1,$2,10
if($2<10) $1=1 else $1=0
if (rs <(zero-extend)immediate) rt=1 else rt=0 ;
其中 rs=$2,rt=$1
PC
<-
j 10000
goto 10000 (PC+4)[31..28],address,0,0
sham 00001
rd
sra $1,$2,10 $1=$2>>10 意符号位保留
t1
其中 rt=$2, rd=$1
00000
0000 00010
rd <- rt << rs ;其中 rs=$3,rt=$2,
sllv
rs rt rd
sllv $1,$2,$3 $1=$2<<$3
0
00
rd=$1
00000
slti
rs rt immediate
0
00101
sltiu
rs rt immediate
1
J-typ op address
e
00001
j
address
0
00001
jal
address
1
if($1==$2) if (rs == rt) PC <- PC+4 +
beq $1,$2,10 goto PC+4+4 (sign-extend)immediate<<2
0
00
rd=$1
00000
0000 10000 addu
addu
rs rt rd
0
0 1 $1,$2,$3
rd <- rs + rt ;其中 rs=$2,rt=$3, $1=$2+$3
rd=$1,无符号数
00000
0000 10001
rd <- rs - rt ;其中 rs=$2,rt=$3,
sub
$1=$2+100
00
其中 rt=$1,rs=$2
00100
addiu
rs rt immediate
1
rt
<-
rs
+
addiu $1,$2,1
$1=$2+100 (zero-extend)immediate ; 其 中
00
rt=$1,rs=$2
00110
andi
rs rt immediate
0
rt
<-
sw
rs rt immediate
1
memory[$2+ memory[rs
+
sw $1,10($2) 10]
(sign-extend)immediate] <- rt ;
=$1
rt=$1,rs=$2
00010
beq
rs rt immediate
0
00010
bne
rs rt immediate
1
00101
00111
xori
rs rt immediate
0
andi $1,$2,1 $1=$2 ^ 10
0
rt
<-
rs
xor
(zero-extend)immediate ; 其 中
rt=$1,rs=$2
00111 0000
lui
rt immediate
10
lui $1,100
rt <- immediate*65536 ;将 16 位
助记 指令格式
符
示例
示例含义 操作及其解释
25..2 20..1 15..1
Bit # 31..26
10..6 5..0
161
R-typ
sham
op rs rt rd
func
e
t
00000
0000 10000
rd <- rs + rt ;其中 rs=$2,rt=$3,
add
rs rt rd
add $1,$2,$3 $1=$2+$3
00000
0000 10101
sltu
rs rt rd
sltu $1,$2,$3 $1=1 else =$2,rt=$3, rd=$1
0
01
$1=0
(无符号数)
rd <- rt << shamt ;shamt 存放移
00000 0000
sham 00000
位的位数,
sll
rt rd
sll $1,$2,10 $1=$2<<10
rs
&
andi $1,$2,1
$1=$2 & 10 (zero-extend)immediate ; 其 中
0
rt=$1,rs=$2
00110
ori
rs rt immediate
1
andi $1,$2,1
rt <- rs | (zero-extend)immediate ;
$1=$2 | 10
0
其中 rt=$1,rs=$2
;
address=10000/4
$31<-PC+4 ; PC <-
$31<-PC+4;
jal 10000
(PC+4)[31..28],address,0,0
goto 10000