WinMIps64指令集实验

目录

• MIPS
• • 寄存器种类
  • 算术及寻址指令
  • 程序结构
  • 系统调用
  • • Control Structures
• MIPS指令集实验

MIPS

寄存器种类

算术及寻址指令

Arithmetic Instructions

！！！算术操作指令不能用于地址！！！

简单的加减法如下：


对于乘法和除法，有特殊的寄存器：Lo 和 Hi ，分别对应乘除后64位的低位和高位储存。

Load / Store

只有这两个指令能对地址进行操作。
example：

lw	register_destination, RAM_source ；load a word
lb	register_destination, RAM_source ；load a byte

sw	register_source, RAM_destination
sb	register_source, RAM_destination

load immediate:
li  register_dedstination, 5

Indirect and Based Addressing

load address:

la $t0,val   ;$t0 = address of val ----($t0)=val
lw $t0,4($t1) ; $t0 = address of ($t1+4)

程序样例：

		.data
array1:		.space	12		
#  declare 12 bytes of storage to hold array of 3 integers
#  定义一个 12字节 长度的数组 array1, 容纳 3个整型
		.text
__start:	la	$t0, array1
 #  load base address of array into register $t0
 #  让 $t0 = 数组首地址
		li	$t1, 5		#  $t1 = 5   ("load immediate")
		sw $t1, ($t0)		
#  first array element set to 5; indirect addressing
# 对于 数组第一个元素赋值 array[0] = $1 = 5
		li $t1, 13		#   $t1 = 13
		sw $t1, 4($t0)		#  second array element set to 13# 对于 数组第二个元素赋值 array[1] = $1 = 13 # (该数组中每个元素地址相距长度就是自身数据类型长度，即4字节， 所以对于array+4就是array[1])
		li $t1, -7		#   $t1 = -7
		sw $t1, 8($t0)		#  third array element set to -7
# 同上， array+8 = （address[array[0])+4）+ 4 = address(array[1]) + 4 = address(array[2])
		done

程序结构

基本模板如下：

# Comment giving name of program and description of function
# 说明下程序的目的和作用（其实和高级语言都差不多了）
# Template.s
#Bare-bones outline of MIPS assembly language program


           .data       # variable declarations follow this line
　　　　                # 数据变量声明
                       # ...
														
           .text       # instructions follow this line	
		       # 代码段部分															
main:                  # indicates start of code (first instruction to execute)
                       # 主程序
                       # ...
									
# End of program, leave a blank line afterwards to make SPIM happy
# 必须多给你一行，你才欢？

数据声明

format for declarations
name             storage_type               value(s)
-->example: val .word  3

lables:
.word  
.byte
.space 开辟数组空间
.asciiz 用于字符串

系统调用

Control Structures

Branch

comparison for conditional branches is built into instruction
		b	target		#  unconditional branch to program label target
		beq	$t0,$t1,target	#  branch to target if  $t0 = $t1
		bne	$t0,$t1,target	#  branch to target if  $t0 != $t1
		slt $t0,$t1,target	#  branch to target if  $t0 < $t1
		还有其它的可以自己翻阅上传的文件。

Jump

j	target	　　　　 
#  unconditional jump to program label target 看到就跳， 不用考虑任何条件
jr	$t3		
#  jump to address contained in $t3 ("jump register") 类似相对寻址，跳到该寄存器给出的地址处

Subroutine Calls

jal sub_label ;跳转到指定位置，且保存之前的pc于$ra寄存器
jr $ra  	;用$ra寄存器恢复之前的pc值

这个只适用于一次跳转，毕竟$ra只有一个，要递归的话还是要用栈帧。

MIPS指令集实验

MinMIPS64模拟器

关于平台这个大佬讲得很清楚了：MinMips64模拟机

使用流程

用记事本等写出代码后，保存为.s文件，使用命令行执行asm程序，以代码txt为参数。

会提示无errors等信息则可以在winmips64中运行了。
打开winmips64并导入txt文件：
并且excute->run to 程序就直接执行完了（除非有输入等停顿）。

然后这个程序是有输出的，想看输出的cmd窗口，要在上面windows那里选择terminal,最后都显示出来了：

IO内存映射

设置了DATA后可以控制CONTROL的字来进行IO操作。

hello world demo

.data
str: .asciiz "Hello World"
CONTROL: .word32 0x10000
DATA: .word32 0x10008

.text
main:
lwu r31,CONTROL(r0) ;$r31 = address of CONTROL register
lwu r30,DATA(r0)        ;$r30 = address of DATA register
daddi r29,r0,4	   ;set control(4):output string
daddi r28,r0,str	   ;get address of str and store in r28
sd r28,(r30)	   ;write address of message to DATA
sd r29,(r31)	   ;output
halt

bubble sort

代码结构

main
	first_show
	sort
	last_show

sort
	loopi
		loopj
	
	looj
		if array[j] > array[j+1] swap
	
	swap
		sd -> array[j]
		sd -> array[j+1]

完整代码以后发布。