06MIPS指令系统(3)_665108544

06MIPS指令系统(3)_665108544 1 微机原理 (计算机原理) 第6讲 MIPS指令系统(3) 2清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋 MIPS模拟器 MIPS汇编语言语法 MIPS汇编程序实例第6讲MIPS指令系统(3) 3清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋 SPIM SPIM是主要的MIPS模拟器，能够运行和调试 MIPS汇编语言程序 SPIM支持Uinx、Windows等多个操作系统平台 http://spimsimulator.sourceforge.net/ 4清华大学电子工程系，马洪兵，20...

1 微机原理 (计算机原理) 第6讲 MIPS指令系统(3) 2清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋 MIPS模拟器 MIPS汇编语言语法 MIPS汇编程序实例第6讲MIPS指令系统(3) 3清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋 SPIM SPIM是主要的MIPS模拟器，能够运行和调试 MIPS汇编语言程序 SPIM支持Uinx、Windows等多个操作系统平台 http://spimsimulator.sourceforge.net/ 4清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋 SPIM 寄存器窗口正文段数据与堆栈段 SPIM消息 5清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋 MARS MARS 是MIPS Assembler and Runtime Simulator (MIPS汇编器和运行时模拟器)的缩写能够运行和调试MIPS汇编语言程序 MARS采用Java开发，跨平台 http://courses.missouristate.edu/KenVollm ar/MARS/ 6清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋 MIPS模拟器 7清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋系统调用 MIPS模拟器通过系统调用指令(syscall) 提供了一组类似操作系统的服务调用方法：将系统调用代码装入$v0(寄存器编号2)寄存器将参数(如果有)装入$a0~$a3(寄存器编号4~7) 或$f12寄存器 Syscall 返回值保存在$v0或$f0寄存器中 8清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋系统调用代码系统调用参数结果 1 print integer $a0 2 print float $f12 3 print double $f12 4 print string $a0 5 read integer integer in $v0 6 read float float in $f0 7 read double double in $f0 8 read string $a0=buffer, $a1=length 9 sbrk $a0=amount address in $v0 10 exit 9清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋系统调用代码系统调用参数结果 11 print char $a0 12 read char char in $v0 13 open $a0=file name(string), $a1=flags, $a2=mode file descriptor (fd) in $v0 14 read $a0 =fd, $a1=buffer, $a2=length num chars read in $v0 15 write $a0 =fd, $a1=buffer, $a2=length num chars write in $v0 16 close $a0 =fd 17 exit2 $a0=result 10清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋 Hello world .text main: la $a0, str li $v0, 4 syscall # print string li $v0, 10 syscall # exit .data .align 2 str: .asciiz "Hello world." 11清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋内存布局内存最低端保留，其上是正文段(代码段) 正文段之上是静态数据段，存放全局常量和其他静态数据静态数据段之上为分配动态数据的堆栈由用户内存区的高地址端开始，栈空间由高地址向低地址增长各部分地址由软件规定，并非 MIPS体系结构的一部分栈动态数据(堆) 静态数据正文 (指令) 保留系统内存区 12清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋 Hello world 栈动态数据(堆) 静态数据正文 (指令) 保留系统内存区 .text main: la $a0, str li $v0, 4 syscall li $v0, 10 syscall .data .align 2 str: .asciiz "Hello world." 7fffeffc 10040000 10010000 00400000 MARS约定 13清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋 MIPS模拟器 MIPS汇编语言语法 MIPS汇编程序实例第6讲MIPS指令系统(3) 14清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋数据类型整型数据：支持十进制、十六进制、八进制，表示法和C语言相同十进制数前不可以有无效的0 八进制数加前导0 十六进制加前导0x 15清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋数据类型浮点型数据：表示方法 <尾符>d1[.d2][e|E<阶符>d3] 其中，d1、d2、d3都是十进制数例如： 36.25e-2 16清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋数据类型字符串：表示形式与C语言类似，以双引号为标志遵守C语言的“\”使用规则：换行——\n 制表符——\t 引号——\” 17清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋标识符由字母、数字、下划线(_)、点(.)构成，但不能以数字开头指令助记符等保留字不能作标识符 18清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋 MIPS汇编程序语句格式指令与伪指令语句 [Label:] Arg1, [Arg2], [Arg3] [#comment] 汇编命令(directive)语句 [Label:] .Directive [arg1], [arg2], . . . [#comment] Label：为可选的标号，#comment为可选的注释 19清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋伪指令伪指令(Pseudo-instructions)是为编程方便而对指令集进行的扩展，并非真正的指令。例如，ble、move等编程时，伪指令可以和指令一样在程序中使用，在汇编时伪指令将被等效的指令取代 20清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋常用的伪指令 move——寄存器到寄存器的数据传送 move $t2, $t4 add $t2, $zero, $t4 li——装入立即数，不同立即数的可能汇编成不同的指令序列 li $t1, 40 addi $t1, $zero, 40 li $t1, -4000000 lui $at, 0xffc2 ori $t1, $at, 0xf700 21清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋常用的伪指令 la——装入地址 la $t4, 0x1000056c lui $at, 0x1000 ori $t4, $at, 0x056c 22清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋常用的伪指令分支伪指令 beqz rsrc, label——当寄存器rsrc=0时分支 bnez rsrc, label——当寄存器rsrc0时分支 beqz $s1, label beq $s1, $zero, label 23清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋常用的伪指令分支伪指令 bge(u) rsrc1, src2, label——rsrc1>=src2时分支 bgt(u) rsrc1, src2, label——rsrc1>src2时分支 ble(u) rsrc1, src2, label——rsrc1<=src2时分支 blt(u) rsrc1, src2, label——rsrc1 # 在内存中存放字符串 .asciiz # 在内存中存放NULL结束的 # 字符串 .word w1, w2, . . . , wn # 在内存中存放n个字 .half h1, h2, . . . , hn # 在内存中存放n个半字 .byte b1, b2, . . . , bn # 在内存中存放n个字节 26清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋汇编命令 .double d1, d2, …, dn # 在内存中存放n个双精度 # 浮点数 .float f1, f2, …, fn # 在内存中存放n个单精度 # 浮点数 .global sym # 指示sym为全局标记 27清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋宏宏(macro)提供了一种对经常使用的指令序列进行命名的机制。使用宏时，程序员只需在源程序中定义一次，就可以多次调用宏与子程序相似——对频繁使用的指令序列进行命名宏与子程序的区别子程序调用由处理器完成，宏指令调用在汇编过程中由汇编器完成宏展开子程序调用可以减小目标程序的大小，宏指令调用不能 28清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋宏宏可以有参数 .macro print_string($arg) la $a0, $arg li $v0, 4 syscall # print string .end_macro 29清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋 MIPS模拟器 MIPS汇编语言语法 MIPS汇编程序实例第6讲MIPS指令系统(3) 30清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋 MIPS汇编程序实例从键盘输入两个数，计算并输出这两个数的和 .data str1: .asciiz "Enter 2 numbers:" str2: .asciiz "The sum is " .text main: li $v0, 4 la $a0, str1 syscall li $v0, 5 syscall add $t0, $v0, $zero li $v0, 5 syscall add $t1, $v0, $zero li $v0, 4 la $a0, str2 syscall li $v0, 1 add $a0, $t1, $t0 syscall 31清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋 MIPS汇编程序实例计算12+22+…+1002 .text main: li $t0, 1 li $t8, 0 loop: mul $t7, $t0, $t0 add $t8, $t8, $t7 addi $t0, $t0, 1 ble $t0, 100, loop la $a0, str li $v0, 4 syscall li $v0, 1 move $a0, $t8 syscall li $v0, 10 syscall .data .align 2 str: .asciiz "The sum of square from 1 to 100 is " 32清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋 MIPS汇编程序实例计算n! (n=6) .data .align 2 str: .asciiz "The factorial is " .text main: la $a0, str li $v0, 4 syscall li $a0, 6 jal fact move $a0, $v0 li $v0, 1 syscall li $v0, 10 syscall fact: addi $sp, $sp, -8 sw $ra, 4($sp) sw $a0, 0($sp) slti $t0, $a0, 1 beq $t0, $zero, L1 addi $v0, $zero, 1 addi $sp, $sp, 8 jr $ra L1: addi $a0, $a0, -1 jal fact lw $a0, 0($sp) lw $ra, 4($sp) addi $sp, $sp, 8 mul $v0, $a0, $v0 jr $ra 33清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋小结 MIPS模拟器 MIPS汇编语言语法 MIPS汇编程序实例 34清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋进一步学习的建议 2nd Edition：3.9、附录A 3rd Edition：2.10、附录A 35清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋课后作业 2.37、2.38 36清华大学电子工程系，马洪兵，2011年秋实验1：MIPS汇编语言程序设计题目：A.6、A.7、A.8、A.9、A.10 实验报告要求：设计思路说明算法说明(必要时可以包含流程图) 程序清单 (应当包含适当的注释) 运行结果

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