mips汇编指令集功能的介绍

　　简单来说，指令集就是CPU能看得懂的语音，可以称之为机器语言。

　　CPU指令集主要包括CISC（复杂指令集）和RISC（精简指令集）。

　　形象点说，

　　CISC类似于汉语，每一句话都是由汉字组成，而每一个汉字就相当于一条指令集；

　　RISC类似于英语，每一句话都是由字母组成，而每一个字母就相当于一条指令集；（这里不讨论什么汉字是笔画组成的，形象的比喻而已）

　　但是无论汉语和英语，都能实现人类基本交流。

　　例如：英语虽然只有26个字母，但是汉字却有几千个。但是有时候翻译表达同一个意思，往往比中文要复杂。比如中文的诗句，简单的几个汉字，就可以描述此次此刻的心境。

　　指令集就是cpu能读懂的指令，命令，就是人们预先定义好的，控制cpu如何工作的机器能读懂的机器语言。

　　知道了什么是指令集，这个时候还有一个概念就是编译。

　　编译其实就是把高级语言编程机器语言。也就是二进制的东西。烧录openwrt的时候，用hex编辑器打开看看，里面全是二进制代码，这些就是翻译后的机器语言。（当然，固件中处理指令集后，还有数据，数据就是普通的资源文件，不会去控制cpu）。

　　MIPS指令集就是MIPS架构的CPU能读懂的语言。

　

　　MIPS汇编

　　MIPS指令集

　　MIPS指令集属于精简指令集

　　MIPS的所有指令都是32位，指令格式简单，而X86的指令长度不是固定的。

　　简单的指令和格式易于译码和流水线操作，但是代码密度不高，导致二进制文件大

　　MIPS有32个通用寄存器REG，为什么是32个而不是更多呢？

　　因为更多的寄存器需要更多的指令空间对寄存器编码，也会增加上下文切换的负担。

　　MIPS指令格式

　　R格式

　　

　　用处：

　　寄存器-寄存器ALU操作

　　I格式

　　

　　用处：

　　加载/存储字节，半字，字，双字

　　条件分支，跳转，跳转并链接寄存器

　　读写专用寄存器

　　J格式

　

　　用处：

　　跳转，跳转并链接

　　陷阱和从异常中返回

　　各字段含义：

　　op：指令基本操作，称为操作码。

　　rs：第一个源操作数寄存器。

　　rt：第二个源操作数寄存器。

　　rd：存放操作结果的目的操作数。

　　shamt：位移量；

　　funct：函数，这个字段选择op操作的某个特定变体。

　　例：

　　add $t0，$s0，$s1 1

　　表示$t0=$s0+$s1，即16号寄存器（s0）的内容和17号寄存器（s1）的内容相加，结果放到8号寄存器（t0）。

　　指令各字段的十进制表示为：

　

　　MIPS指令

　　MIPS没有栈操作指令 ，调用子程序时没有自动压栈的call指令，只能用jal。

　　MIPS的内存映射、中断等功能都做到了协处理器0（cp0）中，浮点运算做到了协处理器1（cp1）中。

　　MIPS的寻址方式最简单，仅有寄存器加偏移寻址方式。

　　MIPS常用指令集

　　lb/lh/lw： 从存储器中读取一个byte/half word/word的数据到寄存器中。如 lb 1，0（［Math Processing Error］2）

　　sb/sh/sw： 把一个byte/half word/word的数据从寄存器存储到存储器中。如 sb 1，0（［Math Processing Error］2）

　　add/addu：把两个定点寄存器的内容相加add 1，［Math Processing Error］2，3（［Math Processing Error］1=2+［Math Processing Error］3）;u为不带符号加。 addi/addiu：把一个寄存器的内容加上一个立即数add 1，［Math Processing Error］2，#3（1=［Math Processing Error］2+3）;u为不带符号加。

　　sub/subu：把两个定点寄存器的内容相减。

　　div/divu：两个定点寄存器的内容相除。

　　mul/mulu：两个定点寄存器的内容相乘。

　　and/andi：与运算，两个寄存器中的内容相与and 1，［Math Processing Error］2，3（［Math Processing Error］1=2 &［Math Processing Error］3）;i为立即数。

　　or/ori：或运算。

　　xor/xori：异或运算。

　　beq/beqz/benz/bne：条件转移eq相等，z零，ne不等。

　　j/jr/jal/jalr:j直接跳转；jr使用寄存器跳转；

　　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。

　　sll/srl：逻辑左移/右移sll 1，［Math Processing Error］2，#2。

　　slt/slti/sltui：如果2的值小于［Math Processing Error］3，那么设置1的值为1，否则设置［Math Processing Error］1的值为0。slt 1，［Math Processing Error］2，$3。

　　mov/movz/movn：复制，n为负，z为零。mov 1，［Math Processing Error］2; movz 1，［Math Processing Error］2，3（［Math Processing Error］3为零则复制2到［Math Processing Error］1）。

　　trap：根据地址向量转入管态。

　　eret：从异常中返回到用户态。

　　32个通用寄存器

　　0（$zero）： 永远返回值为0

　　1（$at）： 用做汇编器的暂时变量

　　2-3（v0−［Math Processing Error］v1）： 子函数调用返回结果

　　4-7（a0−［Math Processing Error］a3）： 子函数调用的参数

　　8-15（t0−［Math Processing Error］t7）： 暂时变量，子函数使用时不需要保存与恢复

　　16-23（s0−［Math Processing Error］s7）： 子函数寄存器变量。子函数必须保存和恢复使用过的变量在函数返回之前，从而调用函数知道这些寄存器的值没有变化。

　　24-25（t8−［Math Processing Error］t9）： 暂时变量，子函数使用时不需要保存与恢复

　　26-27（k0−［Math Processing Error］k1）： 通常被中断或异常处理程序使用作为保存一些系统参数

　　28（$gp）： 全局指针。一些运行系统维护这个指针来更方便的存取“static“和”extern”变量。

　　29（$sp）： 堆栈指针

　　30（s8/［Math Processing Error］fp）： 第9个寄存器变量。子函数可以用来做桢指针

　　31（$ra）： 子函数的返回地

　　cp0：协处理器0，MIPS对CPU的控制用cp0完成

　　add指令其实就是一条32位的“数据”，

　　bit0-bit5位命令号，即100000，为add指令

　　rd则是bit11-bit15

　　rt则是bit16-bit20

　　rs则是bit21-bit25

　　指令的意思（Purpose）是，把rs与rt相加值富裕rd（Description）。这里的rX的意思是cpu的寄存器，一般cpu都有r0-r12个寄存器，是cpu计算临时保存数据用的。

　　正常的数据是在ram中的，运算过程是：cpu有一条指令把数据搬到cpu的寄存器，然后计算完毕，再搬回去ram中。add即让cpu执行加运算，指令发给cpu后，cpu会调用内部的累加器执行加运算。如果学过数字电路的可能会清楚累加器的电路。