MIPS指令集
mips指令集(24条指令)的字段和功能描述
MIPS指令集(24条指令)的字段和功能描述指令集概述M I PS（M ic ro pr oc es s or wi th ou tI nt erl o ck ed Pi pe li ne dSt a ge s）指令集是一种精简指令集（R IS C）体系结构，广泛应用于计算机体系结构的教学和实践中。
本文将介绍M IP S指令集中的24条常用指令，并对它们的字段和功能进行详细描述。
加载和存储指令1.l w指令字段描述：-指令格式：lw$r t,o f fs et($rs)-r s（源寄存器）：指定存储单元的基址寄存器-r t（目标寄存器）：指定目标寄存器，用于存储从存储单元中加载的数据-o ff se t：用于指定存储单元的偏移量，计算出实际地址功能描述：l w指令用于从存储单元中加载数据到目标寄存器。
它通过基址寄存器和偏移量计算出实际地址，并将存储单元中的数据加载到目标寄存器中。
2.s w指令字段描述：-指令格式：sw$r t,o f fs et($rs)-r s（源寄存器）：指定存储单元的基址寄存器-r t（目标寄存器）：指定源寄存器，用于存储到存储单元中的数据-o ff se t：用于指定存储单元的偏移量，计算出实际地址功能描述：s w指令用于将源寄存器中的数据存储到指定的存储单元中。
它通过基址寄存器和偏移量计算出实际地址，并将源寄存器中的数据存储到该地址对应的存储单元中。
算术和逻辑指令3.a d d指令字段描述：-指令格式：ad d$rd,$rs,$rt-r s（源寄存器1）：参与运算的第一个源寄存器-r t（源寄存器2）：参与运算的第二个源寄存器-r d（目标寄存器）：用于存储运算结果功能描述：a d d指令用于将两个源寄存器中的数据相加，并将结果存储到目标寄存器中。
4.s u b指令字段描述：-指令格式：su b$rd,$rs,$rt-r s（源寄存器1）：参与运算的第一个源寄存器-r t（源寄存器2）：参与运算的第二个源寄存器-r d（目标寄存器）：用于存储运算结果功能描述：s u b指令用于将源寄存器2中的数据从源寄存器1中的数据减去，并将结果存储到目标寄存器中。
MIPS32指令集(多来源_格式整齐)
MIPS32指令集MIPS指令可以分成以下各类：空操作no-op;寄存器／寄存器传输：用得很广，包括条件传输在内；常数加载：作为数值和地址的整型立即数；算术／逻辑指令；整数乘法、除法和求余数；整数乘加；加载和存储；跳转、子程序调用和分支；断点和自陷；CP0功能：CPU控制指令浮点；用户态的受限访问：rdhwr和synci注：64位版本开头以“d”表示，无符号数以“u”结尾，立即数通常以“i”结尾，字节操作以“b”结尾，双字操作以“d”结尾，字操作以“w”结尾1、空操作：nop:相当于sll zero,zero,o，ssnop: equals sll zero,zero,1.这个指令不得与其它指令同时发送，这样就保证了其运行要花费至少一个时钟周期。
这在简单的流水线的CPU上无关紧要，但在复杂些的实现上对于实现强制的延时很有用。
2、寄存器／寄存器传送：move: 通常用跟$zero寄存器的or来实现，或者用addu。
movf, movt, movn, movz: 条件传送。
3、常数加载：dla、la: 用来加载程序中某些带标号的位置或者变量的地址的宏指令；dli、li: 装入立即数常数，这是一个宏指令；lui: 把立即数加载到寄存器高位。
4、算术／逻辑运算：add、addi、dadd、daddi、addu、addiu、daddu、daddiu、dsub、sub、subu：加法指令和减法指令；abs，dabs：绝对值；dneg、neg、negu：取相反数；and、andi、or、ori、xor、nor：逐位逻辑操作指令；drol、rol、ror：循环移位指令；sll、srl、sra：移位。
5、条件设置指令：slt、slti、sltiu、sltu、seq、sge、sle、sne：条件设置。
6、整数乘法、除法和求余数：div、mul、rem等等。
7、整数乘加（累加）：mad等。
8、加载和存储：lb、ld、ldl、ldr、sdl、sdr、lh、lhu、ll、sc、pref、sb等操作。
mips基础指令
mips基础指令MIPS（Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages）是一种高性能的RISC（Reduced Instruction Set Computing）指令集架构，其指令集被广泛应用于工业控制、嵌入式系统、服务器等领域。
MIPS指令集的特点是指令精简、寄存器丰富、执行效率高。
本文将主要介绍MIPS基础指令，帮助初学者快速入门。
一、MIPS基础指令结构MIPS指令的格式为“操作码r1,r2,r3”，其中操作码指示了该指令的功能，而r1、r2、r3分别指定了指令所需的操作数，通常为寄存器或常数。
以下是MIPS指令的分类：1.算术指令算术指令主要包括加、减、乘、除等指令，其中最基本的指令为ADD指令，格式为“ADD r1,r2,r3”，表示将r2和r3的值相加，存放到r1中。
其他的算术指令根据功能的不同，指定相应的操作码。
2.逻辑指令逻辑指令主要包括与、或、非、异或等指令，同样地，最基本的指令为AND指令，格式为“AND r1,r2,r3”，表示将r2和r3的值进行与运算，存放到r1中。
其他的逻辑指令根据功能的不同，指定相应的操作码。
3.移位指令移位指令主要包括逻辑左移、逻辑右移以及算术右移等指令，其中最基本的指令为SLL指令，格式为“SLL r1,r2,n”，表示将r2的值向左移动n位，空出的低位用0填充，存放到r1中。
其他的移位指令根据功能的不同，指定相应的操作码。
4.存取指令存取指令主要包括读、写、加载等指令，其中最基本的指令为LOAD指令，格式为“LOAD r1,addr”，表示将存储在addr地址中的数据加载到r1中。
其他的存取指令根据功能的不同，指定相应的操作码。
5.分支指令分支指令主要包括BZ（分支为零）、BC（分支为给定条件）、J（无条件跳转）等指令，其中最基本的指令为JUMP指令，格式为“JUMP addr”，表示将程序的控制跳转到addr地址处。
c语言 mips指令
c语言 mips指令MIPS指令集是一种32位精简指令集（RISC）体系结构，它在计算机体系结构领域具有非常广泛的应用。
在编写C语言程序时，通常需要将高级语言的代码转化为MIPS指令集的汇编代码。
以下是一些关于C语言和MIPS指令集的相关参考内容，其中不包含链接的详细解释：1. C语言的数据类型映射到MIPS指令集的寄存器：- int类型通常映射到整数寄存器（$t0-$t9）- float类型通常映射到浮点寄存器（$f0-$f31）- char类型通常也映射到整数寄存器，但需要使用指令来执行字节操作2. C语言的条件语句（if-else语句）在MIPS指令集中的实现： - 使用比较指令（比如"slt", "sltu"）将两个操作数进行比较- 根据比较的结果，使用分支指令（比如"beq", "bne", "j"）跳转到不同的代码块- 可以使用标签（label）来标记不同的代码块，以便跳转3. C语言的循环语句（for循环、while循环）在MIPS指令集中的实现：- 使用比较指令判断循环条件，如果条件满足，则执行循环体内的指令- 在循环体内执行相应的操作，包括更新循环变量的值- 使用分支指令（比如"beq", "bne", "j"）跳转到循环开头或循环结束的位置4. C语言的函数调用和参数传递在MIPS指令集中的实现：- 使用特殊的寄存器（比如$ra、$fp、$sp）来保存函数的返回地址、帧指针和栈指针- 将函数参数保存在寄存器或者栈中，并在函数内部使用它们- 使用分支指令跳转到函数的入口，执行函数体内的指令- 使用jr指令返回到调用函数的位置5. C语言中的数组和指针在MIPS指令集中的实现：- 使用基址寄存器（比如$gp）和偏移量来访问数组的元素- 使用la指令加载数组的地址到寄存器，使用lw和sw指令进行读取和存储操作- 使用指针变量保存地址，进行间接寻址操作6. C语言中的结构体和联合体在MIPS指令集中的实现：- 结构体和联合体的成员通常按照顺序在内存中排列- 使用指令来访问结构体和联合体的成员，比如使用lb和sb指令加载和存储字节型成员这些参考内容可以帮助程序员理解在C语言程序中，各种语法和语义对应着MIPS指令集的实现方式。
MIPS指令集汇总
MIPS指令集汇总以下是一些常用的MIPS指令：1.算术和逻辑操作：- add：将两个寄存器中的值相加，并将结果存储到目标寄存器中。
- sub：将第一个寄存器的值减去第二个寄存器的值，并将结果存储到目标寄存器中。
- mult：将两个寄存器中的值相乘，并将结果存储在两个特殊寄存器（HI和LO）中。
- div：将第一个寄存器的值除以第二个寄存器的值，并将结果存储在两个特殊寄存器（HI和LO）中。
- and：对两个寄存器中的值进行按位与操作，并将结果存储到目标寄存器中。
- or：对两个寄存器中的值进行按位或操作，并将结果存储到目标寄存器中。
- xor：对两个寄存器中的值进行按位异或操作，并将结果存储到目标寄存器中。
2.数据传输指令：- lw：从内存中加载一个字（4个字节）的数据到指定的寄存器中。
- sw：将指定寄存器中的数据存储到内存的指定位置中。
- lb：从内存中加载一个字节的数据到指定的寄存器中。
- sb：将指定寄存器中的数据的低8位存储到内存的指定位置中。
3.分支和跳转指令：- beq：如果两个寄存器中的值相等，则跳转到目标地址。
- bne：如果两个寄存器中的值不相等，则跳转到目标地址。
-j：无条件跳转到目标地址。
- jr：无条件跳转到一个寄存器中存储的地址。
- jal：有条件跳转到目标地址，并将返回地址保存在链接寄存器（$ra）中。
4.系统调用指令：- syscall：执行一个系统调用，通过系统调用号（存储在$v0寄存器中）来定义执行的操作。
5.位移指令：- srl：对寄存器中的值进行逻辑右移。
- sll：对寄存器中的值进行逻辑左移。
- sra：对寄存器中的值进行算术右移。
除了上述指令外，还有一些其他的MIPS指令，如条件分支和加载延迟等。
此外，MIPS还支持浮点运算指令集（MIPS-FP），用于处理浮点运算。
总结起来，MIPS指令集包含了各种算术和逻辑操作、数据传输、分支和跳转、系统调用以及位移指令。
mips跳转指令
mips跳转指令MIPS指令集是一种经典的RISC（Reduced Instruction Set Computer）架构，其中包含多种跳转指令。
这些跳转指令在程序的流程控制中起着重要的作用，能够实现条件跳转、无条件跳转以及子程序调用等功能。
1. J（Jump）指令J指令用于无条件跳转到指定地址。
它的语法格式为：```j target```其中target是跳转目标地址，需要满足4字节对齐。
该指令将PC（程序计数器）的前28位替换为target，最后两位替换为PC的当前高4位。
这样就可以实现无条件跳转到指定地址的功能。
2. JR（Jump Register）指令JR指令用于无条件跳转到寄存器中存储的地址。
它的语法格式为：```jr $rs```其中$rs是一个通用寄存器，其存储的值是跳转目标地址。
该指令将PC的值替换为$rs寄存器的内容，实现无条件跳转到寄存器中存储的地址。
3. JAL（Jump And Link）指令JAL指令用于有条件跳转到指定地址，并保存返回地址到$31寄存器中。
它的语法格式为：```jal target```其中target是跳转目标地址，需要满足4字节对齐。
该指令将PC的当前值保存到$31寄存器中，并将PC的前28位替换为target，最后两位替换为PC的当前高4位。
这样就可以实现有条件跳转到指定地址的功能，并且保存返回地址以便后续程序执行。
4. JALR（Jump And Link Register）指令JALR指令用于有条件跳转到寄存器中存储的地址，并保存返回地址到$31寄存器中。
它的语法格式为：```jalr $rs```其中$rs是一个通用寄存器，其存储的值是跳转目标地址。
该指令将PC的值保存到$31寄存器中，并将PC的值替换为$rs寄存器的内容。
这样就可以实现有条件跳转到寄存器中存储的地址的功能，并且保存返回地址以便后续程序执行。
5. BEQ（Branch if Equal）指令BEQ指令用于在两个操作数相等时跳转到指定地址。
mips基础指令
mips基础指令【最新版】目录1.MIPS 简介2.MIPS 基础指令的分类3.MIPS 基础指令的寻址方式4.MIPS 基础指令的示例与解释正文MIPS(Machine Independent Programming System) 是一种基于RISC(Reduced Instruction Set Computer) 架构的处理器指令集。
与CISC(Complex Instruction Set Computer) 架构相比，RISC 架构的特点是指令集简单、每个指令执行的时间固定、且大部分指令可以在一条时钟周期内完成。
MIPS 基础指令包括以下几类:1.移动指令：将数据从一个寄存器移动到另一个寄存器或者内存地址中。
2.算术指令：包括加法、减法、乘法和除法等基本算术运算。
3.逻辑指令：包括位运算和逻辑运算。
4.跳转指令：用于改变程序的执行流程，包括条件跳转和无条件跳转两种。
5.调用和返回指令：用于实现子程序的调用和返回。
MIPS 基础指令的寻址方式包括以下几种:1.寄存器寻址：直接使用寄存器中的地址。
2.立即数寻址：直接使用指令中的立即数。
3.内存寻址：使用内存地址作为操作数的来源。
4.相对寻址：使用寄存器中的地址与指令中的偏移量相加得到操作数的地址。
5.基址寻址：使用基址寄存器中的地址与指令中的偏移量相加得到操作数的地址。
6.索引寻址：使用寄存器中的地址与指令中的索引值相加得到操作数的地址。
以下是一些 MIPS 基础指令的示例与解释:1.移动指令：将寄存器$t0 中的数据移动到寄存器$t1 中。
指令:move $t1, $t02.算术指令：将寄存器$t0 中的数据加上寄存器$t1 中的数据，并将结果存储在寄存器$t2 中。
指令:add $t2, $t0, $t13.逻辑指令：将寄存器$t0 中的数据与寄存器$t1 中的数据进行按位与运算，并将结果存储在寄存器$t2 中。
指令:and $t2, $t0, $t14.跳转指令：如果寄存器$t0 中的值为 0，则跳转到地址 0x1000 处执行指令;否则继续执行下一条指令。
mips指令长度
mips指令长度MIPS（Microprocessor without Interlocked Pipelined Stages）是一种精简指令集计算机（RISC）架构，在各种应用领域广泛使用。
MIPS指令集的设计以简洁和高效执行为目标，因此其指令长度也相对较短，一般为32位。
本文将探讨MIPS指令长度的相关内容。
首先，MIPS指令用32位二进制数表示，其中包含了操作码（opcode）、源操作数（source operands）、目标操作数（destination operand）和操作数扩展字段（immediate field）等信息。
具体的指令格式如下：```31 26 25 21 20 16 15 0┌──────────┬─────┬────┬───────┬──────────────────────────────────┐│ Opcode │ Rs │ Rt │ Rd │ immediate / address │└──────────┴─────┴────┴───────┴──────────────────────────────────┘```其中，Opcode字段表示指令的类型和操作，占6位。
Rs（源寄存器）和Rt（目标寄存器）字段分别指定了操作的两个操作数来源，每个字段占5位。
Rd（目标寄存器）字段指定了操作结果的存储位置，占5位。
Immediate字段用于存储立即数或地址，占16位。
根据MIPS指令集架构的设计原则，指令长度一般为32位，这是因为32位的指令长度能够满足大多数指令的需求，同时保持指令处理的高效性。
相比之下，较长的指令长度将导致更高的存储和带宽需求，降低了指令处理的效率；而较短的指令长度则可能限制指令的表达能力。
因此，32位的指令长度是在性能和复杂度之间找到的平衡点。
此外，MIPS还采用了三个寄存器作为指令执行的操作数，分别为源操作数寄存器Rs、目标操作数寄存器Rt和存储结果寄存器Rd。
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$1=100*6553 立即数放到目标寄存器高 16
6
位，目标寄存器的低 16 位填
0
10001
lw
rs rt immediate
1
$1=memory[ rt <- memory[rs +
lw $1,10($2) $2
(sign-extend)immediate]
；
+10]
rt=$1,rs=$2
10101
0000 00011
rd <- rt >> rs ；(logical)其中 rs＝
srlv
rs rt rd
srlv $1,$2,$3 $1=$2>>$3
0
00
$3，rt=$2, rd=$1
00000
0000 00011 srav
srav
rs rt rd
0
0 1 $1,$2,$3
rd <- rt >> rs ；(arithmetic) 注意 $1=$2>>$3 符号位保留
MIPS32 指令集 MIPS 指令可以分成以下各类：
空操作 no-op; 寄存器／寄存器传输：用得很广，包括条件传输在内； 常数加载：作为数值和地址的整型立即数； 算术／逻辑指令； 整数乘法、除法和求余数； 整数乘加； 加载和存储； 跳转、子程序调用和分支； 断点和自陷； CP0 功能：CPU 控制指令 浮点； 用户态的受限访问：rdhwr 和 synci 注：64 位版本开头以“d”表示，无符号数以“u”结尾，立即数通常以“i”结尾，字节操作以“b” 结尾，双字操作以“d”结尾，字操作以“w”结尾
1、空操作：nop:相当于 sll zero,zero,o， ssnop: equals sll zero,zero,1.
这个指令不得与其它指令同时发送，这样就保证了其运行要花费至少一个时钟周期。这 在简单的流水线的 CPU 上无关紧要，但在复杂些的实现上对于实现强制的延时很有用。
2、寄存器／寄存器传送： move: 通常用跟$zero 寄存器的 or 来实现，或者用 addu。 movf, movt, movn, movz: 条件传送。
3、常数加载： dla、la: 用来加载程序中某些带标号的位置或者变量的地址的宏指令； dli、li: 装入立即数常数，这是一个宏指令； lui: 把立即数加载到寄存器高位。
4、算术／逻辑运算： add、addi、dadd、daddi、addu、addiu、daddu、daddiu、dsub、sub、subu：加法指令和
if($2<$3)
00000
0000 10101
if (rs < rt) rd=1 else rd=0 ；其中 rs
slt
rs rt rd
slt $1,$2,$3 $1=1 else
0
00
＝$2，rt=$3, rd=$1
$1=0
if($2<$3) if (rs < rt) rd=1 else rd=0 ；其中 rs
6、整数乘法、除法和求余数： div、mul、rem 等等。
7、整数乘加（累加）： mad 等。
8、加载和存储： lb、ld、ldl、ldr、sdl、sdr、lh、lhu、ll、sc、pref、sb 等操作。
9、浮点加载和存储： l.d、l.s、s.d、s.s 等
常用 MIPS 指令集及格式：
MIPS 指令集(共 31 条）
and
rs rt rd
and $1,$2,$3 $1=$2 & $3
0
00
rd=$1
00000
0000 10010
rd <- rs | rt ；其中 rs＝$2，rt=$3,
or
rs rt rd
or $1,$2,$3 $1=$2 | $3
0
01
rd=$1
00000
0000 10011
rd <- rs xor rt ；其中 rs＝$2，
$1=0
其中 rs＝$2，rt=$1
sltiu $1,$2,10
if($2<10) $1=1 else $1=0
if (rs <(zero-extend)immediate) rt=1 else rt=0 ；
其中 rs＝$2，rt=$1
PC
<-
j 10000
goto 10000 (PC+4)[31..28],address,0,0
sham 00001
rd
sra $1,$2,10 $1=$2>>10 意符号位保留
t1
其中 rt=$2, rd=$1
00000
0000 00010
rd <- rt << rs ；其中 rs＝$3，rt=$2,
sllv
rs rt rd
sllv $1,$2,$3 $1=$2<<$3
0
00
rd=$1
00000
slti
rs rt immediate
0
00101
sltiu
rs rt immediate
1
J-typ op address
e
00001
j
address
0
00001
jal
address
1
if($1==$2) if (rs == rt) PC <- PC+4 +
beq $1,$2,10 goto PC+4+4 (sign-extend)immediate<<2
0
00
rd=$1
00000
0000 10000 addu
addu
rs rt rd
0
0 1 $1,$2,$3
rd <- rs + rt ；其中 rs＝$2，rt=$3, $1=$2+$3
rd=$1,无符号数
00000
0000 10001
rd <- rs - rt ；其中 rs＝$2，rt=$3,
sub
$1=$2+100
00
其中 rt=$1,rs=$2
00100
addiu
rs rt immediate
1
rt
<-
rs
+
addiu $1,$2,1
$1=$2+100 (zero-extend)immediate ； 其 中
00
rt=$1,rs=$2
00110
andi
rs rt immediate
0
rt
<-
sw
rs rt immediate
1
memory[$2+ memory[rs
+
sw $1,10($2) 10]
(sign-extend)immediate] <- rt ；
=$1
rt=$1,rs=$2
00010
beq
rs rt immediate
0
00010
bne
rs rt immediate
1
00101
00111
xori
rs rt immediate
0
andi $1,$2,1 $1=$2 ^ 10
0
rt
<-
rs
xor
(zero-extend)immediate ； 其 中
rt=$1,rs=$2
00111 0000
lui
rt immediate
10
lui $1,100
rt <- immediate*65536 ；将 16 位
助记 指令格式
符
示例
示例含义 操作及其解释
25..2 20..1 15..1
Bit # 31..26
10..6 5..0
161
R-typ
sham
op rs rt rd
func
e
t
00000
0000 10000
rd <- rs + rt ；其中 rs＝$2，rt=$3,
add
rs rt rd
add $1,$2,$3 $1=$2+$3
00000
0000 10101
sltu
rs rt rd
sltu $1,$2,$3 $1=1 else ＝$2，rt=$3, rd=$1
0
01
$1=0
(无符号数）
rd <- rt << shamt ；shamt 存放移
00000 0000
sham 00000
位的位数，
sll
rt rd
sll $1,$2,10 $1=$2<<10
rs
&
andi $1,$2,1
$1=$2 & 10 (zero-extend)immediate ； 其 中
0
rt=$1,rs=$2
00110
ori
rs rt immediate
1
andi $1,$2,1
rt <- rs | (zero-extend)immediate ；
$1=$2 | 10
0
其中 rt=$1,rs=$2
；
address=10000/4
$31<-PC+4 ； PC <-
$31<-PC+4;
jal 10000
(PC+4)[31..28],address,0,0
goto 10000