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《计算机组成原理_第5讲：指令系统与MIPS汇编语言_第2部分_-2张版.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、计算机组成原理(2012级)计算机组成原理课程组（刘旭东、肖利民、牛建伟、栾钟治）第五讲：指令系统与MIPS汇编一．指令格式1.指令系统概述2.指令格式3.寻址方式二．典型指令系统介绍1.8086/8088指令系统2.MIPS指令系统3.CISC与RISC三．MIPS汇编语言1.概述2.MIPS汇编指令和存储格式3.MIPS汇编程序2CPU和指令集∑执行指令是CPU的主要工作∑不同的CPU有不同的指令集¾指令集架构InstructionSetArchitecture(ISA).¾Intel80x86(Pentium4),IntelIA64¾IBM/MotorolaPowe
2、rPC(Macintosh),MIPS,...∑精简指令集(RISC)的哲学∑MIPS–—最早一家生产出商用RISC架构的半导体公司¾MIPS简单、优雅，不被细节所累¾MIPS在嵌入式中广泛应用¾而作为CISC代表的x86较少应用到嵌入式市场,更多地应用到PC上3计算机系统的组成结构∑计算机系统由5大部分组成¾控制¾运算¾存储¾输入、输出∑寄存器是数据通路的一部分ComputerProcessorMemoryDevicesControlInputDatapathStore(to)OutputRegistersLoad(from)4数据通路ProgramCounter(PC
3、)CacheMemoryInstructionRegisterOutALURsControlAddressLogicRtRdDataIn4RegisterFile5寄存器堆NumberValueName0$zero1$at2$v03$v1函数返回值4$a05$a16$a2函数传递参数7$a38$t09$t110$t211$t312$t4临时变量寄存器13$t514$t615$t716$s017$s118$s219$s3保存寄存器20$s421$s522$s623$s724$t86寄存器传送的控制逻辑IR=Mem[PC]PC=PC+4DecodeInstructionlwo
4、rswbeqzReadfromReg.FileAddress=Rs+OffsetR-TypeIf(Rs==0)thenswPC=PC+OffsetMemory[Address]=RtlwReg.File[Rt]=Memory[Address]Reg.File[Rd]=RsoperationRt7内存布局∑Text:程序代码段∑Staticdata:全局变量¾例如,C语言中的静态变量,常数数组和串¾$gp寄存器初始地址±偏移量寻址本段内存∑Dynamicdata:堆¾例如,C中的malloc,Java中的new∑Stack:栈，自动存储区8寻址模式回顾9汇编语言在层次结构中
5、的位置temp=v[k];Higher-LevelLanguagev[k]=v[k+1];Program(e.g.C)v[k+1]=temp;CompilerLw$t0,0($2)更紧凑、更高效的代码AssemblyLanguageLw$t1,4($2)Program(e.g.MIPS)Sw$t1,0($2)有时比编译优化更有效Sw$t0,4($2)Assembler0000100111000110101011110101100010101111010110000000100111000110MachineLanguage1100011010101111010110000
6、0001001Program(MIPS)01011000000010011100011010101111MachineInterpretationHardwareArchitectureDescription(e.g.blockdiagrams)ArchitectureImplementationLogicCircuitDescription(CircuitSchematicDiagrams)10MIPS汇编语言程序示例Label：Op-CodeDest.,S1,S2#Commentsmove$a0,$0#$a0=0li$t0,99#$t0=99loop:add$a0,$
7、a0,$t0#$a0=$a0+$t0addi$t0,$t0,-1#$t0=$t0-1bnez$t0,loop#if($t0!=zero)branchtoloopli$v0,1#Printthevaluein$a0syscallli$v0,10#TerminateProgramRunsyscall11MIPS指令集∑算术、逻辑和移位指令∑存/取指令∑条件分支指令∑函数调用指令12MIPS指令字格式∑R-Format（Register）Op-CodeRsOp-CodeRsRtRtRdRdshamtshamtfuncfunc6555
