MIPS汇编语言
mips 汇编代码
MIPS汇编代码MIPS汇编代码是MIPS微处理器的汇编语言，由MIPS Technologies公司开发。
它是一种低级编程语言，允许程序员直接控制处理器的寄存器和指令。
MIPS汇编代码通常用于嵌入式系统和实时系统，因为它可以提供对硬件的精细控制和高性能。
MIPS汇编代码由一系列指令组成，每条指令由一个操作码和零个或多个操作数组成。
操作码指定要执行的操作，而操作数指定操作的参数。
MIPS汇编代码中的指令可以分为以下几类：算术和逻辑指令：这些指令用于执行算术和逻辑运算，例如加、减、乘、除、与、或、非等。
数据传送指令：这些指令用于在寄存器和内存之间传送数据。
控制流指令：这些指令用于控制程序的执行流程，例如跳转、分支、调用和返回等。
系统指令：这些指令用于与系统进行交互，例如加载和存储程序和数据、读写I/O设备等。
MIPS汇编代码通常使用以下语法：label: instruction operand1, operand2, ...其中，label是指令的标签，instruction是指令的操作码，operand1、operand2等是指令的操作数。
MIPS汇编代码的程序结构通常包括以下几个部分：数据段：数据段用于存储程序中使用的数据，包括常量、变量和数组等。
代码段：代码段用于存储程序的指令。
堆栈段：堆栈段用于存储程序的局部变量和临时数据。
MIPS汇编代码的编译过程通常包括以下几个步骤：预处理：预处理阶段将源代码中的宏和条件编译指令进行处理。
汇编：汇编阶段将源代码中的指令转换成机器码。
链接：链接阶段将汇编生成的机器码与库函数和系统库进行链接，生成可执行文件。
MIPS汇编代码的优点包括：高性能：MIPS汇编代码可以提供高性能，因为它可以直接控制处理器的寄存器和指令。
精细的控制：MIPS汇编代码允许程序员对硬件进行精细的控制，这对于嵌入式系统和实时系统非常重要。
可移植性：MIPS汇编代码可以移植到不同的MIPS处理器上，因为MIPS处理器具有相同的指令集架构。
MIPS汇编
ext d,s,shf,sz 从32位寄存器提取位域。Shf是位域在s中的移位到 第0位所需要的位移量，sz是位域包含的位的个数。 mask=(2**sz-1)<<shf，d=(s&mask)>>shf
/p-141124298.html （MIPS指令与汇编）
or d,s,t
d=s | t
ori d,s,j 作OR
d=s|(unsigned)j，跟一个常数执行“或”操
sllv d,t,s d=t<<(s%32) （shift left logic by variable）
sll d,s,shf d=s<<shf；sll d,t,s，d=t<<(s%32)
sra d,s,shf d=(signed)s>>shf，shift-right arithmetic,算术右移， 最高位填充，适用于有符号数，sra d,s,t，d=(signed)s>>(t%32)
srav d,s,t sra d,s,t
srl d,s,shf d=(unsigned)s>>shf ,shift-right logical,逻辑右移， 类似C的无符号量的移位
.data伪指令
定义程序的数据段，程序的变量需要在该伪指令 下定义，汇编程序会分配和初始化变量的存储空间
.text伪指令
定义程序的代码段
.global伪指令
声明一个符号位全局的，全局符号可以被其他的 文件引用，用该伪指令声明一个程序的main过程
寻址
➢ 直接寻址
mips汇编语言指令
mips汇编语言指令MIPS（Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages）是一种精简指令集（RISC）架构的计算机处理器。
它的指令集被广泛应用于各种领域，包括嵌入式系统、操作系统和编译器等。
本文将介绍一些常见的MIPS汇编语言指令。
1. 加载和存储指令MIPS提供了一系列用于数据传输的指令。
其中，lw（load word）指令用于从内存中加载一个字（32位数据）到寄存器中，sw（store word）指令用于将一个字存储到内存中。
例如，lw $t0, 0($s0)表示将从地址$s0偏移量为0的内存位置加载一个字到$t0寄存器中。
2. 算术和逻辑指令MIPS提供了一系列用于算术和逻辑运算的指令。
例如，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。
而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。
例如，add $t0, $s0, $s1表示将$s0和$s1中的值相加，并将结果存储到$t0寄存器中。
3. 分支和跳转指令MIPS提供了一系列用于控制程序流程的指令。
其中，beq（branch if equal）指令用于在两个寄存器中的值相等时跳转到目标地址。
而j （jump）指令用于无条件跳转到目标地址。
例如，beq $t0, $t1, label表示如果$t0和$t1中的值相等，则跳转到标签为label的位置。
4. 移位指令MIPS提供了一系列用于移位操作的指令。
其中，sll（shift left logical）指令用于将一个寄存器中的值左移指定的位数，并将结果存储到目标寄存器中。
例如，sll $t0, $s0, 2表示将$s0中的值左移2位，并将结果存储到$t0寄存器中。
5. 系统调用指令MIPS提供了一系列用于进行系统调用的指令。
其中，syscall指令用于触发系统调用，并根据不同的系统调用号执行相应的操作。
MIPS架构及其汇编语言【英】
MIPS架构及其汇编语⾔【英】说明：MIPS指令包含硬件及MIPS汇编器所提供的指令，其中汇编器指令⼀般是将⼏个硬件指令合并为⼀个指令，以⽅便使⽤。
MIPS指令类型有以下⼏类：1. 数据传送类2. 算术、逻辑运算类3. 控制类4. 输⼊输出类还可详细划分为以下这些种：算术运算指令：各种数据的加减乘除逻辑运算指令：与或⾮、移位常数操作指令：⽴即数操作⽐较指令：⼤⼩等与不等分⽀指令：条件控制跳转指令：直接跳转、跳转并链接陷阱指令：各条件下的陷阱中断取数指令：按字节、半字、字从RAM取数保存指令：取数的逆操作数据传送指令：乘除寄存器、协处理器间的数据存取浮点运算指令：单精度、双精度浮点数的加减乘除、⽐较、传送、整型转换、舍⼊、平⽅根异常和中断指令：异常返回、系统调⽤、跳出、空操作⽽本⽂只介绍了⼀部分类型的指令，不过模式⼤同⼩异，应⽤时还需举⼀反三。
⽬录：MIPS汇编语⾔的数据类型MIPS处理器中的寄存器及分类MIPS汇编程序结构MIPS汇编语⾔变量声明⽴即寻址、间接寻址与基址寻址MIPS汇编语⾔中的各种指令算术指令RAM存取指令分⽀&跳转指令系统调⽤与I/O以下为原⽂内容：，可以参考这篇⽂章Data Types and LiteralsData types:Instructions are all 32 bitsbyte(8 bits), halfword (2 bytes), word (4 bytes)a character requires 1 byte of storagean integer requires 1 word (4 bytes) of storageLiterals:numbers entered as is. e.g. 4characters enclosed in single quotes. e.g. 'b'strings enclosed in double quotes. e.g. "A string"Registers32 general-purpose registersregister preceded by $ in assembly language instructiontwo formats for addressing:using register number e.g. 0through31using equivalent names e.g. t1,spspecial registers Lo and Hi used to store result of multiplication and divisionnot directly addressable; contents accessed with special instruction mfhi ("move from Hi") and mflo ("move from Lo") stack grows from high memory to low memoryThis is from Figure 9.9 in the Goodman&Miller textRegister Number AlternativeNameDescription0zero the value 01$at(assembler temporary) reserved by the assembler2-3v0−v1(values) from expression evaluation and function results4-7a0−a3(arguments) First four parameters for subroutine. Not preserved across procedure calls8-15t0−t7(temporaries) Caller saved if needed. Subroutines can use w/out saving.Not preserved across procedure calls16-23s0−s7(saved values) - Callee saved.A subroutine using one of these must save original and restore it before exiting.Preserved across procedure calls24-25t8−t9(temporaries) Caller saved if needed. Subroutines can use w/out saving.These are in addition to t0−t7 above.Not preserved across procedure calls.26-27k0−k1reserved for use by the interrupt/trap handler28$gp global pointer.Points to the middle of the 64K block of memory in the static data segment.29$sp stack pointerPoints to last location on the stack.30s8/fp saved value / frame pointer Preserved across procedure calls31$ra return addressSee also Britton section 1.9, Sweetman section 2.21, Larus Appendix section A.6Program Structurejust plain text file with data declarations, program code (name of file should end in suffix .s to be used with SPIM simulator) data declaration section followed by program code sectionData Declarationsplaced in section of program identified with assembler directive .datadeclares variable names used in program; storage allocated in main memory (RAM)Codeplaced in section of text identified with assembler directive .textcontains program code (instructions)starting point for code e.g.ecution given label main:ending point of main code should use exit system call (see below under System Calls)Commentsanything following # on a line# This stuff would be considered a commentTemplate for a MIPS assembly language program:# Comment giving name of program and description of function# Template.s# Bare-bones outline of MIPS assembly language program.data # variable declarations follow this line# ....text # instructions follow this linemain: # indicates start of code (first instruction to execute)# ...# End of program, leave a blank line afterwards to make SPIM happyData Declarationsformat for declarations:name: storage_type value(s)create storage for variable of specified type with given name and specified valuevalue(s) usually gives initial value(s); for storage type .space, gives number of spaces to be allocated Note: labels always followed by colon ( : )examplevar1: .word 3 # create a single integer variable with initial value 3array1: .byte 'a','b' # create a 2-element character array with elements initialized# to a and barray2: .space 40 # allocate 40 consecutive bytes, with storage uninitialized# could be used as a 40-element character array, or a# 10-element integer array; a comment should indicate which!Load / Store InstructionsRAM access only allowed with load and store instructionsall other instructions use register operandsload:lw register_destination, RAM_source#copy word (4 bytes) at source RAM location to destination register.lb register_destination, RAM_source#copy byte at source RAM location to low-order byte of destination register,# and sign-e.g.tend to higher-order bytesstore word:sw register_source, RAM_destination#store word in source register into RAM destinationsb register_source, RAM_destination#store byte (low-order) in source register into RAM destinationload immediate:li register_destination, value#load immediate value into destination registerexample:.datavar1: .word 23 # declare storage for var1; initial value is 23.text__start:lw $t0, var1 # load contents of RAM location into register $t0: $t0 = var1li $t1, 5 # $t1 = 5 ("load immediate")sw $t1, var1 # store contents of register $t1 into RAM: var1 = $t1doneIndirect and Based AddressingUsed only with load and store instructionsload address:la $t0, var1copy RAM address of var1 (presumably a label defined in the program) into register $t0 indirect addressing:lw $t2, ($t0)load word at RAM address contained in t0into t2sw $t2, ($t0)store word in register t2intoRAMataddresscontainedin t0based or indexed addressing:lw $t2, 4($t0)load word at RAM address (t0+4)intoregister t2"4" gives offset from address in register $t0sw $t2, -12($t0)store word in register t2intoRAMataddress(t0 - 12)negative offsets are fineNote: based addressing is especially useful for:arrays; access elements as offset from base addressstacks; easy to access elements at offset from stack pointer or frame pointerexample.dataarray1: .space 12 # declare 12 bytes of storage to hold array of 3 integers.text__start: la $t0, array1 # load base address of array into register $t0li $t1, 5 # $t1 = 5 ("load immediate")sw $t1, ($t0) # first array element set to 5; indirect addressingli $t1, 13 # $t1 = 13sw $t1, 4($t0) # second array element set to 13li $t1, -7 # $t1 = -7sw $t1, 8($t0) # third array element set to -7doneArithmetic Instructionsmost use 3 operandsall operands are registers; no RAM or indirect addressingoperand size is word (4 bytes)add $t0,$t1,$t2 # $t0 = $t1 + $t2; add as signed (2's complement) integerssub $t2,$t3,$t4 # $t2 = $t3 Ð $t4addi $t2,$t3, 5 # $t2 = $t3 + 5; "add immediate" (no sub immediate)addu $t1,$t6,$t7 # $t1 = $t6 + $t7; add as unsigned integerssubu $t1,$t6,$t7 # $t1 = $t6 + $t7; subtract as unsigned integersmult $t3,$t4 # multiply 32-bit quantities in $t3 and $t4, and store 64-bit# result in special registers Lo and Hi: (Hi,Lo) = $t3 * $t4div $t5,$t6 # Lo = $t5 / $t6 (integer quotient)# Hi = $t5 mod $t6 (remainder)mfhi $t0 # move quantity in special register Hi to $t0: $t0 = Himflo $t1 # move quantity in special register Lo to $t1: $t1 = Lo# used to get at result of product or quotientmove $t2,$t3 # $t2 = $t3Control StructuresBranchescomparison for conditional branches is built into instructionb target # unconditional branch to program label targetbeq $t0,$t1,target # branch to target if $t0 = $t1blt $t0,$t1,target # branch to target if $t0 < $t1ble $t0,$t1,target # branch to target if $t0 <= $t1bgt $t0,$t1,target # branch to target if $t0 > $t1bge $t0,$t1,target # branch to target if $t0 >= $t1bne $t0,$t1,target # branch to target if $t0 <> $t1Jumpsj target # unconditional jump to program label targetjr $t3 # jump to address contained in $t3 ("jump register")Subroutine Callssubroutine call: "jump and link" instructionjal sub_label # "jump and link"copy program counter (return address) to register $ra (return address register)jump to program statement at sub_labelsubroutine return: "jump register" instructionjr $ra # "jump register"jump to return address in $ra (stored by jal instruction)Note: return address stored in register ra;ifsubroutinewillcallothersubroutines,orisrecursive,returnaddressshouldbecopiedfrom ra onto stack to preserve it, since jal always places return address in this register and hence will overwrite previous value System Calls and I/O (SPIM Simulator)used to read or print values or strings from input/output window, and indicate program enduse syscall operating system routine callfirst supply appropriate values in registers v0and a0-$a1result value (if any) returned in register $v0The following table lists the possible syscall services.Service Codein $v0Arguments Resultsprint_int1$a0 = integer to be printedprint_float2$f12 = float to be printedprint_double3$f12 = double to be printedprint_string4$a0 = address of string in memoryread_int5integer returned in $v0read_float6float returned in $v0read_double7double returned in $v0read_string8a0=memoryaddressofstringinputbuffer a1 = length of string buffer (n)sbrk9$a0 = amount address in $v0exit10The print_string service expects the address to start a null-terminated character string. The directive .asciiz creates a null-terminated character string.The read_int, read_float and read_double services read an entire line of input up to and including the newline character.The read_string service has the same semantices as the UNIX library routine fgets.It reads up to n-1 characters into a buffer and terminates the string with a null character.If fewer than n-1 characters are in the current line, it reads up to and including the newline and terminates the string with anull character.The sbrk service returns the address to a block of memory containing n additional bytes. This would be used for dynamicmemory allocation.The exit service stops a program from running.e.g. Print out integer value contained in register $t2li $v0, 1 # load appropriate system call code into register $v0;# code for printing integer is 1move $a0, $t2 # move integer to be printed into $a0: $a0 = $t2syscall # call operating system to perform operatione.g. Read integer value, store in RAM location with label int_value (presumably declared in data section)li $v0, 5 # load appropriate system call code into register $v0;# code for reading integer is 5syscall # call operating system to perform operationsw $v0, int_value # value read from keyboard returned in register $v0;# store this in desired locatione.g. Print out string (useful for prompts).datastring1 .asciiz "Print this.\n" # declaration for string variable,# .asciiz directive makes string null terminated.textmain: li $v0, 4 # load appropriate system call code into register $v0;# code for printing string is 4la $a0, string1 # load address of string to be printed into $a0syscall # call operating system to perform print operatione.g. To indicate end of program, use exit system call; thus last lines of program should be:li $v0, 10 # system call code for exit = 10syscall # call operating sysProcessing math: 100%。
汇编语言的种类
汇编语言的种类汇编语言是计算机领域中的一门编程语言，它与机器语言密切相关，用于书写可以被计算机直接执行的程序代码。
汇编语言直接操作计算机底层硬件，因此在性能和效果上具有很大优势。
在汇编语言中，不同的体系结构和处理器都有不同的指令集和语法规则，这导致了汇编语言的种类繁多。
本文将介绍几种常见的汇编语言。
1. x86汇编语言x86汇编语言是最为广泛应用的汇编语言之一，在PC和服务器领域得到广泛使用。
x86指令集是英特尔和AMD等处理器厂商所采用的指令集架构，在x86汇编语言中，可以直接操作寄存器、内存以及其他外设，具有很高的灵活性和可操作性。
x86汇编语言使用Intel语法和AT&T语法两种不同的语法规则，常用的编译器有MASM、NASM和GAS。
2. ARM汇编语言ARM汇编语言广泛应用于移动设备、嵌入式系统和物联网等领域。
ARM处理器以其低功耗、高性能和内容丰富的架构而闻名，ARM汇编语言可以直接操作处理器寄存器、存储器和外设，具有很好的可移植性和可扩展性。
ARM汇编语言使用ARM体系结构定义的指令集和语法规则，常用的编译器有ARM汇编器和GNU汇编器等。
3. MIPS汇编语言MIPS汇编语言被广泛应用在嵌入式系统、数字信号处理以及网络设备等领域。
MIPS处理器以其简洁的指令集和高效的架构而著称，MIPS汇编语言可以直接控制寄存器、存储器以及其他外设，具有很高的执行效率和指令流水线能力。
MIPS汇编语言使用MIPS体系结构定义的指令集和语法规则，常用的编译器有MIPS汇编器。
4. PowerPC汇编语言PowerPC汇编语言主要应用于IBM PowerPC架构的服务器、工作站以及游戏机等领域。
PowerPC处理器以其高性能和可扩展性而著称，PowerPC汇编语言可以直接操作处理器寄存器、存储器和外设，具有很好的可移植性和性能表现。
PowerPC汇编语言使用PowerPC指令集和语法规则，常见的编译器有PowerPC汇编器。
MIPS指令系统和汇编语言
MIPS指令系统和汇编语言MIPS（Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages）指令系统，是一种以RISC（Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机）为基础的处理器架构。
作为一种广泛应用于嵌入式系统和计算机组成的指令集架构，MIPS指令系统以其简洁高效的特性而受到广泛关注和应用。
一、MIPS指令系统概述MIPS指令系统的设计目标之一是提高处理器的性能，并降低设计的复杂性。
它采用了统一的指令格式，包括操作码、源操作数以及目的操作数等字段，使得指令的译码和执行过程更加高效。
此外，MIPS的指令集还支持延迟槽、流水线和分支延迟等特性，以进一步提升指令执行的效率。
二、MIPS指令格式MIPS指令格式遵循统一的规则，包括三种基本类型的指令格式：R 型、I型和J型指令。
R型指令主要用于寄存器之间的操作，包括算术运算、逻辑运算等；I型指令用于立即数和寄存器之间的操作，涵盖了数据传输、分支跳转等功能；J型指令主要用于无条件跳转。
三、MIPS指令编码和寻址方式MIPS指令采用固定长度的指令编码格式，使得指令的解析和处理更加高效。
在寻址方面，MIPS支持多种寻址方式，包括立即寻址、寄存器寻址和间接寻址等。
这些灵活的寻址方式使得MIPS指令更加适用于不同的计算需求。
四、MIPS汇编语言MIPS汇编语言是一种用于编写MIPS指令的低级语言。
它是一种基于文本的表示形式，使用助记符来表示不同的指令和操作。
MIPS汇编语言具有简单易学的特性，更加接近底层硬件的工作原理，使得程序员可以更加精准地控制和优化程序的执行过程。
五、MIPS指令系统的应用由于MIPS指令系统的优越性能和灵活性，它被广泛应用于各种领域。
在嵌入式系统中，MIPS处理器可以实现高性能和低功耗的设计，广泛应用于智能手机、路由器、电视机等设备中。
在计算机组成和操作系统领域，MIPS指令系统被用于讲解和研究计算机的工作原理和底层机制。
汇编语言的类型
汇编语言的类型汇编语言是一种底层的编程语言，它与计算机硬件密切相关，常用于控制硬件的操作。
汇编语言的类型也有多种，下面将分别介绍。
1. x86汇编语言x86汇编语言是一种广泛使用的汇编语言，主要用于Intel和AMD 处理器。
它是一种基于寄存器的汇编语言，通过寄存器来访问内存和其他设备。
x86汇编语言非常灵活，可以用来编写各种类型的应用程序，包括操作系统、驱动程序、安全软件等。
2. ARM汇编语言ARM汇编语言是一种使用ARM处理器的汇编语言。
ARM处理器是一种低功耗的处理器，广泛应用于移动设备和嵌入式系统。
ARM 汇编语言是基于寄存器的汇编语言，也可以通过其他方式来访问内存和其他设备。
ARM汇编语言通常用于编写嵌入式系统的驱动程序和操作系统。
3. MIPS汇编语言MIPS汇编语言是一种使用MIPS处理器的汇编语言。
MIPS处理器是一种高性能的处理器，常用于路由器、交换机和数字信号处理器等。
MIPS汇编语言是基于寄存器的汇编语言，也可以通过其他方式来访问内存和其他设备。
MIPS汇编语言通常用于编写嵌入式系统的驱动程序和操作系统。
4. AVR汇编语言AVR汇编语言是一种使用AVR微控制器的汇编语言。
AVR微控制器是一种低功耗的微控制器，广泛应用于嵌入式系统、电子设备和工业控制等领域。
AVR汇编语言主要基于寄存器，也可以通过其他方式来访问内存和其他设备。
AVR汇编语言通常用于编写嵌入式系统的驱动程序和操作系统。
5. SPARC汇编语言SPARC汇编语言是一种使用SPARC处理器的汇编语言。
SPARC处理器是一种高性能的处理器，常用于服务器和超级计算机等。
SPARC汇编语言主要基于寄存器，也可以通过其他方式来访问内存和其他设备。
SPARC汇编语言通常用于编写操作系统和高性能计算程序等。
总结汇编语言的类型有很多种，不同的汇编语言适用于不同的处理器和应用场景。
汇编语言虽然比高级语言难以学习和使用，但它可以直接控制硬件，因此在某些特定的应用领域中有着不可替代的作用。
MIPS 指令系统和汇编语言
这种寻址方式不需作任何寻址运算，简单直观，也便于硬件实现，但地址空间受到指令中 地址码字段位数的限制。 （4）间接寻址 间接寻址意味着指令中给出的地址 A 不是操作数的地址，而是存放操作数地址的主存单 元的地址， 简称操作数地址的地址。 通常在指令格式中划出一位作为直接或间接寻址的标志位，
间接寻址时标志位＠=1。 间接寻址中又有一级间接寻址和多级间接寻址之分。在一级间接寻址中，首先按指令的地 址码字段先从主存中取出操作数的有效地址，即 EA=(A)，然后再按此有效地址从主存中读出 操作数，如图(a)所示。操作数 S 与地址码 A 的关系为：S=((A))。 多级间接寻址为取得操作数需要多次访问主存，即使在找到操作数有效地址后，还需再访 问一次主存才可得到真正的操作数，如图(b)所示。对于多级间接寻址来说，在寻址过程中所 访问到的每个主存单元的内容中都应设有一个间址标志位。 通常将这个标志放在主存单元的最 高位。 当该位为 “1” ， 表示这一主存单元中仍然是间接地址， 需要继续间接寻址； 当该位为 “0” ， 表示已经找到了有效地址，根据这个地址可以读出真正的操作数。
有效地址的概念
寻址方式是根据指令中给出的地址码字段寻找有效地址的方式。 我们把指令中地址码字段 给出的地址称为形式地址（用字母 A 表示） ，这个地址有可能不能直接用来访问主存。例如， IBM PC/XT 机的主存容量可达 1MB， 而指令中的地址码字段最长仅 16 位， 仅能直接访问主存 的一小部分，而无法访问到整个主存空间。就是在字长很长的大型机中，即使指令中能够拿出 足够的位数来作为访问整个主存空间的地址，为了灵活方便地编制程序，也需要对地址进行必 要的变换。 有效地址是指能够直接访问主存的地址（用字母 EA 表示） ，形式地址经过某种寻址方式 的转换才能变为有效地址。
使用MIPS汇编语言编程
If/Else 语句
C 代码
if (i == j) f = g + h;
else f = f – i;
MIPS 汇编代码
# $s0=f, $s1=g, $s2=h, $s3=i, $s4=j
bne $s3, $s4, L1 add $s0, $s1, $s2 j done L1: sub $s0, $s0, $s3 done:
While 循环
C 代码
// 2x = 128，求x
int pow = 1; int x = 0;
while (pow != 128) { pow = pow * 2; x = x + 1;
}
MIPS 汇编代码
# $s0 = pow, $s1 = x
addi $s0, $0, 1 add $s1, $0, $0 addi $t0, $0, 128 while: beq $s0, $t0, done sll $s0, $s0, 1 addi $s1, $s1, 1 j while done:
数组
• 5个元素的数组 • 基地址
• Base address = 0x12348000 • 第1个元素的地址, array[0]
0x12340010 0x1234800C 0x12348008 0x12348004 0x12348000
array[4] array[3] array[2] array[1] array[0]
使用MIPS 汇编语言编程
编程
• 高级语言:
– 如, C, Java, Python – 在抽象层的更高级别
• 常见高级软件结构:
– if/else 语句 – for 循环 – while 循环 – 数据索引 – function 调用
MIPS微处理器原理-MIPS汇编语言
操作数：寄存器、存储器、常数
因常数的值可以立即访问，故又称为立即数(immediate)。
加立即数指令 ( addi )：
# $s0=a, $s1=b
addi $s0, $s1, 4 # a=b+4 addi $s1, $s0,-2 # b=a-2
没有NOT，可用下面代替 A NOR $0 = NOT A
Source Values $s1 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111
andi rt、rs、imm
Assembly Code
imm 0000 0000 0000 0000 1111 1010 0011 0100
用途 常数0 汇编器临时变量 函数返回值 函数参数 临时变量 保存变量
名称 $t8 ~ $t9 $k0 ~$k1 $gp $sp $fp $ra
编号 24~25 26~27 28 29 30 31
用途
临时变量
操作系统临时变量
全局指针
栈指针
帧指针
保存变量
8
MIPS Register Set
Name $0 $at $v0-$v1 $a0-$a3 $t0-$t7 $s0-$s7 $t8-$t9 $k0-$k1 $gp $sp $fp $ra
4个准则： ① 简单设计有助于规整化； ② 加快常见功能； ③ 越小的设计越快； ④ 好的设计需要好的折中方法。
4
R I S C 指令集的特点
Reduced Instruction Set Computer Complex Instruction Set Computer
• 精简了指令系统，流水线以及常用指令均可用硬件执行；
MIPS汇编语言
MIPS 汇编语言–机器语言: –汇编语言:• C 代码•MIPS 汇编代码add a, b, c• C 代码•MIPS 汇编代码sub a, b, c简单设计有利于规整化• C 代码•MIPS 汇编代码add t, b, csub a，t，d加快常见的功能reduced instruction set computer (RISC), complex instruction set computers (CISC)• C 代码•MIPS 汇编代码sub a, b, c越小越快名字寄存器数量用途$0 0 常量0$at 1 汇编临时变量$v0-$v1 2-3 Function 返回值$a0-$a3 4-7 Function 参数$t0-$t7 8-15 临时变量$s0-$s7 16-23 保存变量$t8-$t9 24-25 更多临时变量$k0-$k1 26-27 OS 临时变量$gp 28 全局指针$sp 29 堆栈指针$fp 30 帧指针$ra 31 Function 返回地址• C 代码•MIPS 汇编代码add $s0, $s1, $s2# $s0 = a, $s1 = b, $s2 = c40F30788 01E E2842 F2F1A C07 A B C D E F78•lw $s0, 5($t1) #load word数据40F 3078801E E 2842F 2F 1A C 07A B C D E F 78•汇编代码lw $s3, 1($0)偏移可以写成十进制（缺省）或十六进制•汇编代码sw $t4, 0x7($0) 40F3078801E E2842F2F1A C07A B C D E F78数据宽 = 4 字节40F 3078801E E 2842F 2F 1A C 07A B C D E F 78•汇编代码lb $t4, 0x3($0) sb $t4, 0x3($0)好的设计需要好的折中。
汇编语言种类
汇编语言种类汇编语言是一种低级编程语言，用于编写计算机程序。
它是计算机硬件能够理解和执行的指令集的一种表达方式。
在不同的计算机体系结构中，存在着多种汇编语言种类。
本文将介绍一些常见的汇编语言种类及其特点。
1. x86汇编语言x86汇编语言是应用最广泛的汇编语言之一，被用于大多数个人计算机上的x86架构。
x86汇编语言的语法相对复杂，但功能强大。
它是许多操作系统和应用程序的底层代码的基础。
2. ARM汇编语言ARM汇编语言是用于ARM架构的低级编程语言。
ARM架构主要用于移动设备和嵌入式系统中，如智能手机、平板电脑和物联网设备。
ARM汇编语言相对于x86汇编语言来说更简洁，但仍然非常强大。
3. MIPS汇编语言MIPS汇编语言是用于MIPS芯片架构的一种汇编语言。
MIPS架构广泛应用于路由器、控制器和嵌入式系统等领域。
MIPS汇编语言相对于其他汇编语言来说，指令集较为简单，易于学习和理解。
4. PowerPC汇编语言PowerPC汇编语言是用于PowerPC架构的汇编语言。
PowerPC架构曾被应用在苹果电脑和IBM的一些服务器中。
PowerPC汇编语言是一种非常强大的汇编语言，拥有丰富的指令集和功能。
5. SPARC汇编语言SPARC汇编语言是用于SPARC芯片架构的一种汇编语言。
SPARC 芯片广泛被应用于服务器和超级计算机等高性能计算领域。
SPARC汇编语言具有丰富的指令集和强大的计算能力。
6. 68k汇编语言68k汇编语言是用于Motorola 68000系列芯片的汇编语言。
这种汇编语言在上世纪80年代和90年代非常流行，在早期的个人电脑和游戏机中被广泛使用。
虽然现在已经不再流行，但在某些老旧系统中仍然可以见到。
总结：汇编语言种类繁多，不同的计算机体系结构使用不同的汇编语言。
本文介绍了一些常见的汇编语言种类，包括x86汇编语言、ARM汇编语言、MIPS汇编语言、PowerPC汇编语言、SPARC汇编语言和68k汇编语言。
mips汇编语言代码示例
mips汇编语言代码示例MIPS汇编语言代码示例：计算两个数的和MIPS汇编语言是一种基于RISC（精简指令集计算机）架构的汇编语言，它被广泛应用于嵌入式系统、数字信号处理、计算机视觉等领域。
本文将以计算两个数的和为例，介绍MIPS汇编语言的基本语法和指令。
我们需要了解MIPS汇编语言的寄存器。
MIPS架构中有32个通用寄存器，分别用$0~$31表示。
其中，$0$寄存器始终为$0$，$1~$3寄存器用于函数调用，$4~$7寄存器用于保存函数调用时的参数，$8~$15寄存器用于保存临时变量，$16~$23寄存器用于保存全局变量，$24~$25寄存器用于保存函数调用时的返回值，$26~$27寄存器用于保存系统调用的参数，$28寄存器用于保存全局指针，$29寄存器用于保存栈指针，$30寄存器用于保存帧指针，$31寄存器用于保存程序计数器。
接下来，我们可以编写计算两个数的和的MIPS汇编语言代码。
假设我们要计算$a+b$的值，可以使用以下代码：```.dataa: .word 2b: .word 3sum: .word 0.text.globl mainmain:lw $t0, alw $t1, badd $t2, $t0, $t1sw $t2, sumli $v0, 10syscall```我们使用.data段定义了三个变量：$a$、$b$和$sum$。
$a$和$b$分别被初始化为$2$和$3$，$sum$被初始化为$0$。
接着，我们使用.text段定义了一个全局函数$main$，并使用.globl指令将其声明为全局函数。
在$main$函数中，我们首先使用lw指令将$a$和$b$的值分别加载到$t0$和$t1$寄存器中。
然后，我们使用add指令将$t0$和$t1$的值相加，并将结果保存到$t2$寄存器中。
最后，我们使用sw指令将$t2$的值存储到$sum$变量中。
最后，我们使用li指令将$v0$寄存器设置为$10$，并使用syscall指令退出程序。
MIPS体系结构和汇编语言快速入门
MIPS体系结构和汇编语言快速入门一、MIPS体系结构概述（200字）MIPS处理器由五个流水线阶段组成：取指令（IF）、指令解码（ID）、执行（EX）、访存（MEM）和写回（WB）。
这种流水线架构能够并行处理多条指令，提高了处理器的性能。
二、MIPS汇编语言基础（400字）MIPS汇编语言是一种低级语言，与二进制机器码一一对应。
它使用助记符（mnemonics）来表示不同的指令和操作数。
MIPS指令主要分为以下几类：1.加载和存储指令：- lw $t, offset($s)：从地址$s+offset处加载一个字，并存入寄存器$t中。
- sw $t, offset($s)：将寄存器$t中的值存储到地址$s+offset处。
2.算术和逻辑指令：- add $d, $s, $t：将寄存器$s和$t中的值相加，结果存入寄存器$d中。
- sub $d, $s, $t：将寄存器$s和$t中的值相减，结果存入寄存器$d中。
- and $d, $s, $t：将寄存器$s和$t的值逐位与运算，结果存入寄存器$d中。
- or $d, $s, $t：将寄存器$s和$t的值逐位或运算，结果存入寄存器$d中。
3.分支和跳转指令：- beq $s, $t, offset：如果寄存器$s和$t的值相等，则跳转到当前PC加上offset的地址处。
- j target：无条件跳转到指定的目标地址。
三、MIPS程序示例（600字）下面是一个使用MIPS汇编语言编写的简单程序，用于计算斐波那契数列的第10个数：.dataresult: .space 4 # 用于存储结果.text.globl mainmain:#初始化前两个斐波那契数li $t0, 0 # 第一个数为0sw $t0, result # 存储到result中li $t1, 1 # 第二个数为1sw $t1, result+4 # 存储到result的下一个字节中#循环计算剩下的斐波那契数li $t2, 2 # 计数器初始值为2loop:add $t3, $t0, $t1 # 计算下一个数sw $t3, result+($t2*4) # 存储到result的下一个位置addi $t2, $t2, 1 # 计数器加1move $t0, $t1 # 更新前两个数move $t1, $t3blt $t2, 10, loop # 如果计数器小于10，跳转到loop处继续循环#输出结果li $v0, 1 # syscall代码1表示输出整数lw $a0, result+36 # 读取result的第10个字节syscall # 执行系统调用#程序结束li $v0, 10 # syscall代码10表示程序结束syscall代码中使用了伪指令（如.data和.text）来指定数据段和代码段。
第5讲：指令系统与MIPS汇编语言(第3部分)-2张版
程序模板
# Title:
Filename:
# Author:
Date:
# Description:
# Input:
# Output:
################# Data segment #####################
.data
...
################# Code segment #####################
所有的初始值在内存中以二进制数据存储
12
数据伪指令 .BYTE 伪指令
¾以8位字节存储数值表
.HALF 伪指令
¾以16位（半字长）存储数值表
.WORD 伪指令
¾以32位（一个字长）存储数值表
.WORD w:n 伪指令
¾将32位数值 w 存入 n 个边界对齐的连续的字中
.FLOAT 伪指令
.text
.globl main
main:
# main program entry
...
li $v0, 10
# Exit program
syscall
8
.DATA, .TEXT, 和 .GLOBL 伪指令
.DATA 伪指令
¾定义程序的数据段 ¾程序的变量需要在该伪指令下定义 ¾汇编程序会分配和初始化变量的存储空间
¾为数据段中 n 个未初始化的字节分配空间
字符串中的特殊字符（按照 C 语言的约定）
¾新行: \n
Tab:\t
引用: \”
14
数据定义的例子
.DATA var1: .BYTE var2: .HALF var3: .WORD Var4: .WORD var5: .FLOAT var6: .DOUBLE str1: .ASCII str2: .ASCIIZ array: .SPACE
mips汇编语言指令
mips汇编语言指令MIPS（Microprocessor without Interlocked Pipelined Stages）是一种常见的RISC（Reduced Instruction Set Computer）体系结构，广泛用于许多计算机体系结构和嵌入式系统中。
本文将对MIPS汇编语言指令进行详细介绍和解析。
一、MIPS汇编语言概述MIPS汇编语言是一种低级语言，用于直接操作计算机硬件。
其指令集由一系列操作码（Opcode）和操作数组成。
MIPS指令集基于三个基本原则：简单性、固定的指令长度和规则对齐。
MIPS指令主要包括算术操作指令、逻辑操作指令、控制类指令和数据传输指令等。
二、MIPS汇编语言的基本指令1. 算术操作指令MIPS提供了一系列算术操作指令，如add（加法）、sub（减法）、mul（乘法）和div（除法）等。
这些指令用于对寄存器中的数据进行算术运算，并将结果保存在目标寄存器中。
示例：add $t0, $s1, $s2 # 将$s1和$s2中的值相加，结果保存在$t0中2. 逻辑操作指令逻辑操作指令用于对寄存器中的数据进行逻辑运算，如and（逻辑与）、or（逻辑或）和not（逻辑非）等。
示例：and $t0, $s1, $s2 # 将$s1和$s2中的值进行逻辑与运算，并将结果保存在$t0中3. 控制类指令MIPS提供了一系列控制类指令，如beq（条件分支）、j（无条件跳转）和jr（函数返回）等。
这些指令用于改变程序执行的流程。
示例：beq $t0, $t1, label # 如果$t0和$t1中的值相等，则跳转到label处继续执行4. 数据传输指令数据传输指令用于在寄存器和存储器之间传输数据，如lw（从存储器中加载数据）和sw（将数据存储到存储器中）等。
示例：lw $t0, 0($s1) # 从地址$s1+0处加载数据，并保存到$t0中三、MIPS汇编语言的特点与优势1. 简洁性MIPS汇编语言指令集相对较为简单，指令数目较少，易于理解和学习。
MIPS汇编语言(课堂提问)
MIPS汇编语言（课堂提问）序言：Q1: 和高级语言相比，低级语言有何优缺点？优点：（1）可以直接访问系统接口，汇编程序翻译成的机器语言程序效率高；（2）直接控制硬件，充分发挥硬件功能；（3）汇编语言程序代码质量高，占用内存空间少，执行速度快。
缺点：编写难，难修改，难维护。
Q2：为何需要学习汇编语言？（1）便于理解如何更好地编写高级语言代码；（2）有利于深入了解程序执行过程；（3）有助于对高级语言程序机制的理解；Q3：汇编源程序和汇编程序分别是什么？（1）汇编源程序是用汇编语言编写的程序；（2）汇编程序是将汇编源程序转化为机器能识别的机器代码；Q4：根据机器指令体系，CPU分为哪两大类？典型代表有哪些？（1）CPU两种架构：CISC（复杂指令集计算机），RISC（精简指令集计算机）（2）CISC：Intel、80X86、8086；（3）RISC：ARM系列；架构Q1：学习MIPS架构需要了解哪四个主要方面的内容?（1）寄存器用途；（2）指令集；（3）寻址方式；（4）数据类型；Q2：数据类型和高级语言中的数据类型有何不同?（1）汇编语言中指：数据长度，有无符号等；（2）高级语言中：字符型、整形等；Q3：MIPS架构中通用寄存器有多少个?一个寄存器多少位?（1）32 32Q4：用于传递函数输入实参的寄存器是哪些?（1）a0—a3 编号：4—7；Q5：用于存放函数返回值的寄存器是哪些?（1）v0和v1 编号：2和3；Q6：在MIPS程序中，函数Main调用函数A，函数Main中有一个t0寄存器存放某个重要值，但函数A中有改变t0寄存器值的指令，若不希望函数A返回后t0寄存器值被改变，根据编程约定，应该如何保证t0寄存器值不变。
（1）在main中入栈；Q7：和上题类似，若函数Main使用s0寄存器存放某个重要值，该如何做呢？（1）在A中入栈；Q8：保留给OS使用的寄存器是哪些? 保留给汇编程序使用的寄存器是？在这段指令中有哪个？（1）k0和k1 编号：26和27；（2）at 编号：1；Q9：用于存放函数的返回地址的寄存器是哪个？存放栈顶地址的寄存器是哪个？（1）ra 编号：31；（2）sp 编号：29；Q10：HI寄存器用于存放什么数据？LO寄存器用于存放什么数据？（1）HI：乘积的高32位、余数；（2）LO：乘积的低32 位、商；Q11：简述汇编源程序执行过程？（1）汇编源程序->目标程序->可执行程序；Q12：程序计数器寄存器PC存放什么值？为何一次递增4？何时递增？（1）存放将要取出执行的指令所在内存单元的地址；（2）32位MPIPS架构中定义的所有指令长度都为32位，因此每条指令取出后，PC 增量值为４；Q13：画一个64KB的存储器。
汇编语言MIPS指令分类及寻址模式原理概念
汇编语⾔MIPS指令分类及寻址模式原理概念⽬录⼀、相关概念⼆、MIPS操作数之32个寄存器三、MIPS汇编语⾔指令类型及寻址⽅式1. R型指令2. I型指令3. J型指令四、MIPS类型及寻址⽅式分析1. MIPS字段命名2. 指令类型3. MIPS寻址⽅式⼀、相关概念指令集：⼀个给定的计算机体系结构所包含的指令集合。
存储程序概念：多种类型的指令和数据均以数字形式存储于存储器的概念，存储程序型计算机即缘于此。
⼆、MIPS操作数之32个寄存器寄存器名字寄存器编号寄存器功能$zero$0恒等于零$at$1被汇编器保留，⽤于处理⼤的常数$v0 – $v1$2-$3存放函数返回值$a0 – $a3$4-$7传递函数参数$t0 – $t7$8-$15存放临时变量$s0 – $s7$16-$23存放需要保存的临时值$t8 – $t9$24-$25额外的存放临时变量$k0 – $k1$26-$27⽤于操作系统内核$gp$28指向全局变量的指针$sp$29指向栈顶的指针$fp$30指向栈帧的指针$ra$31返回地址，⽤于函数调⽤三、MIPS汇编语⾔指令类型及寻址⽅式1. R型指令2. I型指令3. J型指令四、MIPS类型及寻址⽅式分析1. MIPS字段命名op(6位)rs(5位)rt(5位)rd(5位)shamt(5位)funct(6位) op:指令的基本操作，成为操作码rs:第⼀源操作数寄存器rt:第⼆源操作数寄存器rd:存放操作结果的⽬的寄存器shamt:位移量funct:功能码2. 指令类型R型【op为0】op(6位)rs(5位)rt(5位)rd(5位)shamt(5位)funct(6位) I型op(6位)rs(5位)rt(5位)immediate(16位)op(6位)rs(5位)rt(5位)immediate(16位)J型op(6位)immediate(26位)3. MIPS寻址⽅式《计算机组成与设计》第五版翻译版↩以上就是汇编语⾔MIPS指令分类及寻址模式原理概念的详细内容，更多关于MIPS指令分类及寻址模式的资料请关注其它相关⽂章！。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
无符号数比较小于时置位 sltu $s1, $s2, $s3 比较小于立即数时置位 sltiu $s1, $s2, 100
j 2500 无 跳转 条 件 跳转至寄存器所指的位置 jr $ra 跳 转 跳转并链接 jal 2500
MIPS汇编语言 类 指令 别 加 减 加立即数 无符号加 无符号减 举例 add $s1, $s2, $s3 sub $s1, $s2, $s3 addi $s1, $s2, 100 addu $s1, $s2, $s3 subu $s1, $s2, $s3 含义 $s1 = $s2 + $s3 $s1 = $s2 - $s3 $s1 = $s2 + 100 $s1 = $s2 + $s3 $s1 = $s2 - $s3 $s1 = $s2 + 100 $s1 = $epc Hi, Lo = $s2 × $s3 Hi, Lo = $s2 × $s3 Lo = $s2 / $s3 Hi = $s2 mod $s3 Lo = $s2 / $s3 Hi = $s2 mod $s3 $s1 = Hi $s1 = Lo $s1 = Memory[$s2 + 20] Memory[$s2 + 20] = $s1 $s1 = Memory[$s2 + 20] Memory[$s2 + 20] = $s1 $s1 = Memory[$s2 + 20] Memory[$s2 + 20] = $s1 $s1 = Memory[$s2 + 20] Memory[$s2 + 20] = $s1; $s1 = 0或1 $s1 = 100 * 2^16 $s1 = $s2 & $s3 $s1 = $s2 | $s3 $s1 ~($s2 | $s3) $s1 = $s2 & 100 $s1 = $s2 | 100 $s1 = $s2 << 10 $s1 = $s2 >> 10 备注 三个操作数；检测溢出 三个操作数；检测溢出 加常数，检测溢出 三个操作数；不检测溢出 三个操作数；不检测溢出 加常数；不检测溢出 复制异常PC到专用寄存器 64位有符号积存在Hi，Lo中 64位无符号积存在Hi，Lo中 Lo = 商， Hi = 余 无符号商和余数 用来获得Hi的拷贝 用来获得Lo的拷贝 将一个字从内存取到寄存器中 将一个字从寄存器中存到内存中 将半个字从内存取到寄存器中 将半个字从寄存器中存到内存中 将一个字节从内存取到寄存器中 将一个字节从寄存器中存到内存中 取字作为原子交换的前半部分 存字作为原子交换的后半部分 取立即数并放在高16位 三个寄存器操作数；按位与 三个寄存器操作数；按位或 三个寄存器操作数；按位或非 和常数按位与 和常数按位或 根据常数左于时置位 件 跳 转 小于立即数时置位
beq $s1, $s2, 25 bne $s1, $s2, 25 slt $s1, $s2, $s3 slti $s1, $s2, 100
if($s1 == $s2)跳至PC + 4 + 100 if($s1 != $s2)跳至PC + 4 + 100
相等检测； 和PC相关的跳转 不相等检测； 和PC相关的跳转
if($s2 < $s3) $s1 = 1;否则 $s1 = 0 比较是否小于；补码形式 if($s2 < 100) $s1 = 1;否则 $s1 = 0 比较是否小于常数；补码形式 if($s2 < $s3) $s1 = 1;否则 $s1 = 0 比较是否小于；自然数 if($s2 < 100) $s1 = 1;否则 $s1 = 0 比较是否小于常数；自然数 跳至10000 跳至$ra $ra = PC + 4；跳至10000 跳转至目标地址 用于switch语句，以及过程调用返回 用于过程调用
无符号加立即数 addiu $s1, $s2, 100 算 术 从协处理器寄存器中获得 mfc0 $s1, $epc 运 算 乘 mult $s2, $s3 无符号乘 除 无符号除 从Hi中获得 从Lo中获得 取字 存字 取无符号半字 存半字 数 据 取无符号字节 传 输 存字节 取链接字 存条件字 立即数读入高16位 与 或 或非 逻 辑 与立即数 运 算 或立即数 逻辑左移 逻辑右移 multu $s2, $s3 div $s2, $s3 divu $s2, $s3 mfhi $s1 mflo $s1 lw $s1, 20($s2) sw $s1, 20($s2) lhu $s1, 20($s2) sh $s1, 20($s2) lbu $s1, 20($s2) sb $s1, 20($s2) ll $s1, 20($s2) sc $s2, 20($s2) lui $s1, 100 AND $s1, $s2, $s3 OR $s1, $s2, $s3 NOR $s1, $s2, $s3 ANDi $s1, $s2, 100 Ori $s1, $s2, 100 sll $s1, $s2, 10 srl $s1, $s2, 10