计算机组成原理学习笔记第5章指令系统 5.5——MIPS指令概述

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有诗云:苔花如米小,也学牡丹开。——袁枚
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0.思维导图

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★小提示:
MIPS有多种意思,具体如下:
1、MIPS:机器语言指令数
2、MIPS:嵌入式系统
3、MIPS:处理器
等…
本小节所学内容为MIPS指令内容,具体如下文所述。

1.MIPS指令概述

MIPS (Microprocessor without Intellocked Pipleline Stages)是80年代初期由斯坦福大学Hennessy教授领导的研究小组研制成功; Million Instructions Per Second
■ 属于精简指令集计算机RISC(Reduced Instruction Set Computer);
                                
   复杂指令集计算机CISC(Complex Instruction Set Computer );
MIPS指令集有MIPS I,MIPS II,MIPS III,MIPS IV,MIPS V,MIPS32,和MIPS64多个版本;
■ 早期主要用于嵌入式系统,如Windows CE的设备,路由器,家用网关和视频游戏机,现在已经在PC机、服务器中得到广泛应用。

MIPS指令集有以下特点

  • 简单的Load/Store结构
  • 易于流水线CPU设计
  • 易于编译器开发
  • MIPS指令的寻址方式非常简单,每条指令的操作也非常简单
2.MIPS指令格式概述

■ 只有三种指令格式(R型、I型、J型)
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3.MIPS寄存器

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  • 还有32个32位单精度浮点寄存器f0-f31
  • 还有2个32位乘、商寄存器 Hi 和L0
  • 乘法时分别存放64位乘积的高、低 32位;除法时分别存放余数和商。
4.MIPS寻址方式

■ 在MIPS32指令集中,不单设寻址方式说明字段
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1️⃣立即数寻址 ( Immediate addressing)
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2️⃣寄存器直接寻址(Register Addressing)
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3️⃣基址寻址(Basic Addressing)
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使用基址寻址的指令:lw ,sw, lh, sh, lb, lbu等
LB rt , offset (base)

4️⃣相对寻址

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使用相对寻址的指令:beq,bne

5️⃣伪直接寻址(页面寻址)

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使用伪直接寻址的指令:j, jal

★小总结:在上一节的学习中,学习到了指令格式设计的相关知识。本节内容,主要是学习到了MIPS指令的相关内容。通过本节内容的学习,了解到了MIPS指令的概念、指令格式、寄存器以及寻址方式,之前只是对MIPS指令略有耳闻,现在,对MIPS指令有了新的认识。

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笔记内容学习资料:计算机组成原理微课版(谭志虎、秦磊华等编著)
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