MIPS指令集-mars-cpu

news2024/10/6 1:37:06

MIPS通用寄存器

MIPS有32个通用寄存器（$0-$31），各寄存器的功能及汇编程序中使用约定如下：

下表描述32个通用寄存器的别名和用途

REGISTER	NAME	USAGE
$0	$zero	常量0(constant value 0)
$1	$at	保留给汇编器(Reserved for assembler)
$2-$3	$v0-$v1	函数调用返回值(values for results and expression evaluation)
$4-$7	$a0-$a3	函数调用参数(arguments)
$8-$15	$t0-$t7	暂时的(或随便用的)
$16-$23	$s0-$s7	保存的(或如果用，需要SAVE/RESTORE的)(saved)
$24-$25	$t8-$t9	暂时的(或随便用的)
$28	$gp	全局指针(Global Pointer)
$29	$sp	堆栈指针(Stack Pointer)
$30	$fp	帧指针(Frame Pointer)
$31	$ra	返回地址(return address)

MIPS 指令

指令	功能	应用实例
LB	从存储器中读取一个字节的数据到寄存器中	LB R1, 0(R2)
LH	从存储器中读取半个字的数据到寄存器中	LH R1, 0(R2)
LW	从存储器中读取一个字的数据到寄存器中	LW R1, 0(R2)
LD	从存储器中读取双字的数据到寄存器中	LD R1, 0(R2)
L.S	从存储器中读取单精度浮点数到寄存器中	L.S R1, 0(R2)
L.D	从存储器中读取双精度浮点数到寄存器中	L.D R1, 0(R2)
LBU	功能与LB指令相同，但读出的是不带符号的数据	LBU R1, 0(R2)
LHU	功能与LH指令相同，但读出的是不带符号的数据	LHU R1, 0(R2)
LWU	功能与LW指令相同，但读出的是不带符号的数据	LWU R1, 0(R2)
SB	把一个字节的数据从寄存器存储到存储器中	SB R1, 0(R2)
SH	把半个字节的数据从寄存器存储到存储器中	SH R1，0(R2)
SW	把一个字的数据从寄存器存储到存储器中	SW R1, 0(R2)
SD	把两个字节的数据从寄存器存储到存储器中	SD R1, 0(R2)
S.S	把单精度浮点数从寄存器存储到存储器中	S.S R1, 0(R2)
S.D	把双精度数据从存储器存储到存储器中	S.D R1, 0(R2)
DADD	把两个定点寄存器的内容相加，也就是定点加	DADD R1,R2,R3
DADDI	把一个寄存器的内容加上一个立即数	DADDI R1,R2,#3
DADDU	不带符号的加	DADDU R1,R2,R3
DADDIU	把一个寄存器的内容加上一个无符号的立即数	DADDIU R1,R2,#3
ADD.S	把一个单精度浮点数加上一个双精度浮点数，结果是单精度浮点数	ADD.S F0,F1,F2
ADD.D	把一个双精度浮点数加上一个单精度浮点数，结果是双精度浮点数	ADD.D F0,F1,F2
ADD.PS	两个单精度浮点数相加，结果是单精度浮点数	ADD.PS F0,F1,F2
DSUB	两个寄存器的内容相减，也就是定点数的减	DSUB R1,R2,R3
DSUBU	不带符号的减	DSUBU R1,R2,R3
SUB.S	一个双精度浮点数减去一个单精度浮点数，结果为单精度	SUB.S F1,F2,F3
SUB.D	一个双精度浮点数减去一个单精度浮点数，结果为双精度浮点数	SUB.D F1,F2,F3
SUB.PS	两个单精度浮点数相减	SUB.SP F1,F2,F3
DDIV	两个定点寄存器的内容相除，也就是定点除	DDIV Ｒ1,Ｒ2,Ｒ3
DDIVU	不带符号的除法运算	DDIVU Ｒ1,Ｒ2,Ｒ3
DIV.S	一个双精度浮点数除以一个单精度浮点数，结果为单精度浮点数	DIV.S F1,F2,F3
DIV.D	一个双精度浮点数除以一个单精度浮点数，结果为双精度浮点数	DIV.D F1,F2,F3
DIV.PS	两个单精度浮点数相除，结果为单精度	DIV.PS F1,F2,F3
DMUL	两个定点寄存器的内容相乘，也就是定点乘	DMUL Ｒ1,Ｒ2,Ｒ3
DMULU	不带符号的乘法运算	DMULU R1,R2,R3
MUL.S	一个双精度浮点数乘以一个单精度浮点数，结果为单精度浮点数	DMUL.S F1,F2,F3
MUL.D	一个双精度浮点数乘以一个单精度浮点数，结果为双精度浮点数	DMUL.D F1,F2,F3
MUL.PS	两个单精度浮点数相乘，结果为单精度浮点数	DMUL.PS F1,F2,F3
AND	与运算，两个寄存器中的内容相与	ANDＲ1,Ｒ2,Ｒ3
ANDI	一个寄存器中的内容与一个立即数相与	ANDIＲ1,Ｒ2,#3
OR	或运算，两个寄存器中的内容相或	ORＲ1,Ｒ2,Ｒ3
ORI	一个寄存器中的内容与一个立即数相或	ORIＲ1,Ｒ2,#3
XOR	异或运算，两个寄存器中的内容相异或	XORＲ1,Ｒ2,Ｒ3
XORI	一个寄存器中的内容与一个立即数异或	XORIＲ1,Ｒ2,#3
BEQZ	条件转移指令，当寄存器中内容为0时转移发生	BEQZ R1,0
BENZ	条件转移指令，当寄存器中内容不为0时转移发生	BNEZ R1,0
BEQ	条件转移指令，当两个寄存器内容相等时转移发生	BEQ R1,R2
BNE	条件转移指令，当两个寄存器中内容不等时转移发生	BNE R1,R2
J	直接跳转指令，跳转的地址在指令中	J name
JR	使用寄存器的跳转指令，跳转地址在寄存器中	JR R1
JAL	直接跳转指令，并带有链接功能，指令的跳转地址在指令中，跳转发生时要把返回地址存放到R31这个寄存器中	JAL R1 name
JALR	使用寄存器的跳转指令，并且带有链接功能，指令的跳转地址在寄存器中，跳转发生时指令的放回地址放在R31这个寄存器中	JALR R1
MOV.S	把一个单精度浮点数从一个浮点寄存器复制到另一个浮点寄存器	MOV.S F0,F1
MOV.D	把一个双精度浮点数从一个浮点寄存器复制到另一个浮点寄存器	MOV.D F0,F1
MFC0	把一个数据从通用寄存器复制到特殊寄存器	MFC0 R1,R2
MTC0	把一个数据从特殊寄存器复制到通用寄存器	MTC0 R1,R2
MFC1	把一个数据从定点寄存器复制到浮点寄存器	MFC1 R1,F1
MTC1	把一个数据从浮点寄存器复制到定点寄存器	MTC1 R1,F1
LUI	把一个16位的立即数填入到寄存器的高16位，低16位补零	LUI R1,#42
DSLL	双字逻辑左移	DSLL R1,R2,#2
DSRL	双字逻辑右移	DSRL R1,R2,#2
DSRA	双字算术右移	DSRA R1,R2,#2
DSLLV	可变的双字逻辑左移	DSLLV R1,R2,#2
DSRLV	可变的双字罗伊右移	DSRLV R1,R2,#2
DSRAV	可变的双字算术右移	DSRAV R1,R2,#2
SLT	如果R2的值小于R3，那么设置R1的值为1，否则设置R1的值为0	SLT R1,R2,R3
SLTI	如果寄存器R2的值小于立即数，那么设置R1的值为1，否则设置寄存器R1的值为0	SLTI R1,R2,#23
SLTU	功能与SLT一致，但是带符号的	SLTU R1,R2,R3
SLTUI	功能与SLT一致，但不带符号	SLTUI R1,R2,R3
MOVN	如果第三个寄存器的内容为负，那么复制一个寄存器的内容到另外一个寄存器	MOVN R1,R2,R3
MOVZ	如果第三个寄存器的内容为0，那么复制一个寄存器的内容到另外一个寄存器	MOVZ R1,R2,R3
TRAP	根据地址向量转入管态
ERET	从异常中返回到用户态
MADD.S	一个双精度浮点数与单精度浮点数相乘加，结果为单精度
MADD.D	一个双精度浮点数与单精度浮点数相乘加，结果为双精度
MADD.PS	两个单精度浮点数相乘加，结果为单精度

MFC0 把一个数据从通用寄存器复制到特殊寄存器

2. 算数运算指令
　　算数运算指令的所有操作数都是寄存器，不能直接使用RAM地址或间接寻址。
　　操作数的大小都为 Word （4-Byte）
　　指令格式与实例注释
　　move $t5, $t1       // $t5 = $t1;
　　add $t0, $t1,       // $t2 $t0 = $t1 + $t2; 带符号数相加
　　sub $t0, $t1,    // $t2 $t0 = $t1 - $t2; 带符号数相减
　　addi $t0, $t1, 5    // $t0 = $t1 + 5;
　　addu $t0, $t1, $t2 // $t0 = $t1 + $t2; 无符号数相加
　　subu $t0, $t1, $t2 // $t0 = $t1 - $t2; 无符号数相减
　　mult $t3, $t4       // $t3 * $t4, 把64-Bits 的积，存储到Lo，Hi中。即： (Hi, Lo) = $t3 * $t4;
　　div $t5, $t6        // Lo = $t5 / $t6 (Lo为商的整数部分);　Hi = $t5 mod $t6 (Hi为余数)
　　mfhi $t0            // $t0 = Hi
　　mflo $t1    // $t1 = Lo