简单入门 MIPS

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title: 简单入门 MIPS
date: 2020-05-27 09:20:42

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0. 前言

long long ago，接到一个 x86-64 转 MIPS64 的项目，最近开始。

先简单学习一下 MIPS32 。

参考：bilibili - 计算机组成原理（MIPS汇编语言） 袁春风 | 南京大学

1. 指令

1.1. MIPS指令概览

• 所有指令都是4字节，指令的地址都是4的倍数。

• 只有3种指令格式。

1.2. 3种指令中各字段的含义

1.3. 各指令的 OP 字段的编码/解码表

• op=000000: R-Type
• op=000010/000011: J-Type
• op=others: I-Type

1.4. R-Type 指令中，func 字段的编码/解码表

1.5. MIPS 寻址方式

• I-Type：
  • 基址或变址
  • 相对寻址
• J-Type：
  • 伪直接寻址

MIPS 寻址方式由 op 字段确定。

1.6. 二进制与汇编间的转换举例

举例：指令二进制码转汇编形式：

举例：汇编形式转成二进制码：

1.7. 运算指令

MIPS没有标志位。

运算指令举例（若立即数大于16位，会有专门的指令去处理）：

1.8. 数据传送指令

数据传送指令举例：

1.9. 跳转指令

• MIPS中 jr 相当于 call 指令，jal 相当于 ret 指令。

• MIPS中只有等于和不等于两种分支跳转指令。

举例：

2. 寄存器

32个已编号的寄存器，3个特殊寄存器HI、LO、PC。

32个寄存器的功能定义：

3. 存储器

4. 过程调用

示例与问题：

4.1. MIPS的过程调用

• jr 相当于 call 指令，jal 相当于 ret 指令。
• 参数放在 $a0~$a3 寄存器中，返回值放在 $v0~$v1 寄存器中，多余的放在栈上。
• 返回地址放在 $ra 即31号寄存器中。

4.2. MIPS的栈

• 没有 push 和 pop 指令。

4.3. MIPS过程调用中寄存器的约定

被调用者需要保存的寄存器：

• $ra 返回地址寄存器
• $s0~$s7 保存寄存器

调用者需要保存的寄存器：

• $a0~$a3 参数寄存器
• $fp 帧指针寄存器（栈底寄存器）
• $t0~$t9 临时寄存器

示例一：

示例二：