MIPS的寄存器、指令和寻址方式的分类

MIPS的32个寄存器

助记符	编号	作用
zero	0	恒为0
at	1	(assembly temporary)保留给汇编器使用
v0,v1	2-3	(values)子程序返回，即函数调用时的返回值
a0-a3	4-7	(arguments)子程序调用的前几个参数
t0-t7	8-15	(temporaries)临时变量，子程序使用时无需保存
t8-t9	24-25
s0-s7	16-23	(saved)子程序寄存器变量：子程序写入时必须保存 其值并在返回前恢复原值
k0-k1	26-27	(Reserved for OS Kernel)保留给中断处理程序使用；其值可能在你眼皮子底下改变
gp	28	(globe pointer)全局指针；一些运行系统维护这个指针以便 存取static和extern变量（全局变量）
sp	29	(stack pointer)堆栈指针；指向栈顶的指针
fp/s9	30	(frame pointer)第九个寄存器变量；需要的子程序可以用来做帧指针
ra	31	(return address)子程序的返回值

MIPS的指令

R型

I型

J型

基本指令格式

两点注意：

1、移位指令是R型指令，但没有使用rs寄存器

例如，sll  $t2,$s0,4   #reg $t2 = reg $s0 << 4 bits，其对应的机器语言是

指令sll的opcode和funct字段都为0，rd为10（寄存器t2）,rt为16（寄存器s0）,shamt为4，rs字段没有使用，被置为0

2、I型指令，rs为源寄存器，rt为目的寄存器

机器码的解码

比如，0Xaf8020这条机器指令对应的汇编语言是什么？

1、转化成二进制

0000 0000 1010 1111 1000 0000 0010 0000

2、看opocde，即高6位，即26-31

000 000，所以是R型指令

清单一：opcode的含义表

3、(只考虑基本指令格式，不考虑浮点指令格式)如果opcode=000000表示R型指令，还需要结合funct字段才能判断出指令类型。而I型、J型直接从opcode就能判断出来。

清单二：R型的funct含义表

MIPS寻址方式

• 模式3是基址偏移量寻址，例如lw和sw，是将16位地址字段做符号扩展成32位与PC相加
• 模式4是PC相对寻址，将16位地址左移2位与PC（已更新为PC+4）相加。为什么要左移2位？16位偏移量左移2位以指示以字为单位的偏移量，这样做将偏移量能表示的有效范围扩大了4倍。其次，16位地址看作有符号数，一般在流水线设计时，先将16位地址符号扩展成32位，然后左移2位，再与PC相加
• 模式5是伪直接寻址，把26位地址左移2位与PC高4位相连。这里的26位地址是无符号的，PC是加4之后的，在流水线设计中，就是将PC+4的高4位、26位地址、末尾00拼接成32位跳转目标

参考链接：

1、http://www.cnblogs.com/junuh/archive/2009/06/12/1502030.html

2、https://blog.csdn.net/qq_32146369/article/details/79006728

3、https://zhuanlan.zhihu.com/p/38534417