MIPS体系结构设计4个准则
- 简单设计有助于规整化
- 加快常见功能
- 越小的设计越快
- 好的设计需要好的折中方法
两种设计理念的计算机
- MIPS(Reduced Instruction Set Computer)精简指令集计算机
- CISC(Complex Instruction Set Computer)复杂指令集计算机
MIPS汇编
MIPS有32个寄存器，汇编用s0
s开头代表保存寄存器，t开头代表临时寄存器
大小端
MIPS的指令
MIPS指令采用32位，按操作类型分为3类：R指令，I指令，J指令
R指令
op是0
rs，rt是源寄存器
rd是目的寄存器
funct是R指令具体方法
例子
I指令
rs，imm是源数
rt是目的数
J指令
跳转指令
逻辑指令
移位指令
乘法和除法指令
使用两个特殊的寄存器hi和lo
mult s1 (结果的高位存放到hi，低32位存放到lo)
div s1 (商保存到lo， 余存到hi中)
条件指令
beq 当两个寄存器相等时，执行跳转语句
bne 当两个寄存器不等时，执行跳转语句
跳转指令
j 跳转到一个汇编标号位置
jr 跳转到一个寄存器地址
比较指令
slt rd rs rt 当rs<rt时rd=1，当rs>rt时rd=0
设置地址指令
lui s0, 0x1000 //s0=0x1000000 给s0高位设置0x1000
ori s0, s0, 0x700 // s0=0x10007000 给s0低位设置0x7000
装入字节指令
lbu 装入无符号字节（装入时0扩展）
lb 装入字节（装入时符号扩展）
sb 存储字节
函数调用
调用函数调用前把参数放在 a3中(多出来的参数放在栈里)
被调用函数将返回值放在v1(如果返回64位，则使用v1)
使用jal 调用一个函数（把下一条指令地址保存在ra寄存器的地址）
s0~s7是受保护寄存器，被调用函数应该保证他们不被修改
t0~t1是非保护寄存器，被调用函数可以随便修改他们
寻址方式
- 寄存器寻址
- 立即数寻址
- 基地址寻址
- PC相对寻址
伪直接寻址
伪直接寻址：因为32位的指令有6位保存opcode，只有26位留给addr，不够32位地址，有一种办法来实现。首先寻址的地址是对齐的，所以最后两位一定是0，那就剩下32-26-2=4位，剩下4位取当前PC的最高位4位，这种寻址方式称为伪直接寻址
伪指令
MIPS内存映射
异常
- 由键盘等IO设备触发的异常称为中断
- 软件中断由自陷（trap）
- 被0除、尝试读不存在的内存，硬件故障等
异常处理
在MIPS，异常处理程序总是位于0x80000180，使用cause专用的寄存器来保存中断的原因
