大学课程《汇编语言程序设计—基于x86与MIPS架构》PPT课件：第5章 MIPS汇编基础.pptx

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因为这种映射是很简单的，不需要MMU转换，通常把这些地址称为“非翻译无需转换的”（Unmapped）地址区域,kseg1通过将最高3位清零（&0x1fffffff）的方法来把这些地址映射为相应的物理地址，是“非翻译无需转换的”（Unmapped）地址区域。

注意，kseg1不使用缓存（Uncached）。

kseg1是唯一的在系统重启时能正常工作的内存映射地址空间。

kseg2这段地址空间只能在核心态下使用并且要经过MMU转换。

在MMU设置好之前，不能存取这段区域。

除非你在写一个真正的操作系统，一般来说你不需要使用这段地址空间。

kuseg这些是用户模式下可用的地址，即MIPS规范约定用户空间为2G。

在带有MMU的机器里，这些地址都将由MMU转换。

除非已经设置好MMU，否则不要使用这2G地址。

第五章MIPS汇编基础,MIPS汇编程序框架,5.2MIPS通用寄存器和指令格式,MIPS通用寄存器和指令格式,12,北方工业大学信息学院,MIPS通用寄存器和指令格式,13,北方工业大学信息学院,特殊寄存器,MIPS32架构中定义的特殊寄存器有三个：

PC（ProgramCounter程序计数器）、HI（乘除结果高位寄存器）、LO（乘除结果低位寄存器）。

进行乘法运算时，HI和LO保存乘法运算的结果，其中HI存储高32位，LO存储低32位；进行除法运算时，HI和LO保存除法运算的结果，其中HI存储余数，LO存储商。

MIPS通用寄存器和指令格式,14,北方工业大学信息学院,MIPS指令类型,MIPS通用寄存器和指令格式,15,北方工业大学信息学院,R型指令,MIPS通用寄存器和指令格式,16,北方工业大学信息学院,I型指令,MIPS通用寄存器和指令格式,17,北方工业大学信息学院,J型指令,MIPS通用寄存器和指令格式,18,北方工业大学信息学院,【例5.1】根据MIPS指令操作码定义以及指令格式给出以下指令的各个字段的十进制值:

add$8,$17,$18,答:

指令是R格式指令，第一个字段和最后一个字段的值分别为0和32。

第二个字段为17第三个字段为18第四个字段为8第五个字段未使用被设置为0,MIPS通用寄存器和指令格式,19,北方工业大学信息学院,访问存储器指令,MIPS通用寄存器和指令格式,20,北方工业大学信息学院,取存储器地址：

LA。

LA类似x86里的lea指令。

例如：

la$a0,mymessage。

将存储器的地址给寄存器，即将mymessage的地址给$a0也就是10000000h.,MIPS通用寄存器和指令格式,21,北方工业大学信息学院,存储器取指令：

LB和LW。

LB是取一个字节，LW是取一个字。

除此之外LB和LW的使用方法一致。

例如：

lb$t1,array。

该指令的意思是将array这个地址中取一个字节放到$t1寄存器中。

MIPS通用寄存器和指令格式,22,北方工业大学信息学院,lb也可以直接从地址中取字节。

例如：

lb$t1,0x10000000，直接从地址10000000h取一个字节到寄存器$t1。

MIPS通用寄存器和指令格式,23,北方工业大学信息学院,存储器存指令：

SB和SW。

SB是存一个字节，SW是存一个字。

例如：

sb$t1,address。

该指令的意思将$t1寄存器中的一个字节33放到address地址中去。

MIPS通用寄存器和指令格式,24,北方工业大学信息学院,MIPS寻址模式,立即数寻址-操作数是位于指令自身中的常数。

例如:

addi$s4,$t5,-73例如:

ori$t3,$t7,0xFF,寄存器寻址-操作数是寄存器。

例如:

add$s0,$t2,$t3例如:

sub$t8,$s1,$0,MIPS通用寄存器和指令格式,25,北方工业大学信息学院,MIPS寻址模式,基址寻址或偏移寻址-例如lw和sw，是将16位地址字段做符号扩展成32位与PC相加，操作数在内存中，其地址是指令中基址寄存器和常数的和。

例如:

lw$s4,72（$0）地址=$0+72例如:

sw$t2,-25（$t1）地址=$t125,MIPS通用寄存器和指令格式,26,北方工业大学信息学院,MIPS寻址模式,PC相对寻址-条件分支指令在进行分支跳转时，使用相对PC寻址方式来确定PC的新值，将16位地址左移2位与PC（已更新为PC+4）相加。

第五章MIPS汇编基础,MIPS汇编程序框架,5.3MIPS汇编程序框架,MIPS汇编程序框架,29,北方工业大学信息学院,MIPS源程序框架,.data伪指令用来定义程序的数据段，程序的变量需要在该伪指令下定义。

汇编程序会分配和初始化变量的存储空间。

.text伪指令用来定义程序的代码段。

.global伪指令声明某一个符号为全局变量，全局符号可被其他的符号引用。

MIPS汇编程序框架,30,北方工业大学信息学院,数据段,MIPS汇编程序框架,31,北方工业大学信息学院,数据段,

（1）var1:

.word3#声明一个word类型的变量var1,同时给其赋值为3

（2）array1:

.bytea,b#声明一个存储2个字符的数组array1，并赋值a,b（3）array2:

.space40#为变量array2分配40字节（bytes）未使用的连续空间（4）str1:

.ascii“Helloworldn”#声明一段字符串，内容为:

”Helloworldn”,数据声明的格式为：

变量名：

数据类型变量值,MIPS汇编程序框架,32,北方工业大学信息学院,代码段,MIPS指令的基本格式如下：

标号：

操作符操作数#注释其中标号部分可选，用于标记内存地址，若定义标号则后面必须添加冒号。

操作符用于定义操作（如add，sub等）。

操作数：

用于指明操作需要的数据。

可以是寄存器、内存变量或常数。

大多数指令有3个操作数。

MIPS汇编程序框架,33,北方工业大学信息学院,系统调用Syscall,.data#数据段str:

.asciizHelloMIPSAssmbly!

n#定义字符串str.text#代码段la$a0,str#将str的地址赋给寄存器$a0li$v0,4#将寄存器$v0赋值为4syscall#调用syscall,打印字符串strli$v0,10#将寄存器$v0赋值为10syscall#调用syscall,退出程序,MIPS汇编程序框架,34,北方工业大学信息学院,系统调用Syscall,MIPS汇编程序框架,35,北方工业大学信息学院,【例5-2】程序的功能是从键盘读出一个字符并显示，试用MIPS汇编语言写出。

data#数据段msg_read:

.asciizGivenumber:

#定义字符串msg_readmsg_print:

.asciiznNumber=#定义字符串msg_print.text#代码段la$a0,msg_read#将msg_read地址赋给寄存器$a0li$v0,4#将寄存器$v0赋值为4syscall#调用syscall,输出字符串msg_readli$v0,5#将寄存器$v0赋值为5syscall#调用syscall,读取一个整型move$t1,$v0#将寄存器$v0的值赋给寄存器$t1li$v0,4#将寄存器$v0赋值为4la$a0,msg_print#将msg_print地址赋给寄存器$a0syscall#调用syscall,输出字符串msg_printli$v0,1#将寄存器$v0赋值为1move$a0,$t1#将寄存器$t1的值赋给寄存器$a0syscall#调用syscall,打印一个整型li$v0,10#将寄存器$v0赋值为10syscall#调用syscall,退出程序,5.4MARS调试工具介绍,MIPS模拟器,37,北方工业大学信息学院,MARS是MIPSAssemblerandRuntimeSimulator（MIPS汇编器和运行时模拟器）的缩写能够运行和调试MIPSMARS采用JARA开发，需要JARA运行库http:

/courses.missouristate.edu/KenVollmar/MARS/轻量级的IDE，只有4M,MIPS模拟器界面,38,北方工业大学信息学院,32个寄存器,代码编辑区,运行情况和结果显示,代码段,数据段,存储器空间使用约定,39,北方工业大学信息学院,.datastr:

.asciizHelloMIPSAssmbly!

n,.text.globlmainmain:

la$a0,strli$v0,4,syscallli$v0,10syscall,0x00400000,0x10010000,0x10040000,0x7fffeffc,保留,系统内存区,栈,静态数据,正文（指令）,动态数据（堆）,课后作业,40,北方工业大学信息学院,1.MIPS指令分为R、I、J三种类型的指令，下列关于MIPS指令格式的描述中，正确的是（）（多选）A、指令长度固定B、操作码字段长度固定C、指令中寄存器字段长度固定D、立即数字段长度固定2、下列关于MIPS寻址的下列描述中，正确的是（）（多选）A、相对寻址时，将32位地址左移两位的目的是为了实现按32位整数边界对齐存放B、伪直接寻址时，26位直接地址左移两位的目的是为了使32位地址的低两位为0，实现按32位的整数边界对齐存放C、立即数寻址时，指令中的立即数直接送给指令中指定的寄存器D、MIPS指令中不单独设置寻址方式字段,THANKYOU,