Question

我有一项任务，我必须解释有关以下MIPS汇编代码的一些内容：

.data
x: .word 4711
y: .word 10
z: .word 0x0A91
e: .word 0

.text
.globl main
main:
lw $2, x
lw $3, y
lw $4, z
add $2, $2, $3
sub $3, $2, $4
sw $3, e
li $2, 10
syscall

第一条指令lw $2, x在组装时分为两条指令。说明为lui $1, 0x00001001，后跟lw $2, 0x00000000($1)。我知道lui将十六进制值1001移动到寄存器的上半部分，此时存储在$ 1中的值是0x10010000，但我不明白1001的来源和第二条指令的含义。我真的会在这个主题上找到任何帮助。我正在使用MARS来组装和运行这个程序。

Answer 1

MIPS指令长度为32位，程序使用的地址也是如此这意味着lw指令无法将完整的32位地址指定为立即数。简而言之，指令lw $t, var无效（预计极少数情况下）。

实际上，它的编码是

lw $t, offset($s)
1000 11ss ssst tttt iiii iiii iiii iiii

i 位表示只有16位用于指定地址（并且必须始终指定基址寄存器，最终可以使用$zero寄存器）。< / p>

所以汇编程序就是这样做的：无论何时使用lw $t, var，它都会将该指令汇编成两个指令，一个将地址的高16位加载到$at的指令和lw使用$at作为基址寄存器，地址的低16位作为偏移量。

lui $at, ADDR_H            #ADDR_H is ADDR >> 16
lw $t, ADDR_L($at)         #ADDR_L is ADDR & 0xffff

请注意，由于lw从$at + ADDR_L 读取，因此使用的最终地址为 ADDR_H ＆lt;＆lt; 16 + ADDR_L = ADDR 。正如所料。

^{_{这里有微妙之处，由Mike Spivey指出（非常感谢他），见下文}}

这种没有直接映射到ISA的指令称为伪指令。 $at寄存器保留给汇编程序，完全用于实现它们。

在MARS中，您可以通过取消选中设置＆gt;来停用伪指令。允许扩展（伪）指令和格式 虽然没有伪指令的编程会很快变得烦人，但至少要做一次，以完全理解MIPS架构。

Mike Spivey正确地注意到16位偏移立即数是符号扩展，然后才被添加到基址寄存器。
这需要更正我称为ADDR_H的值，以防ADDR_L在被解释为16位二进制补码数时变为负值。
如果结果为真，则ADDR_H必须递增 ADDR_H的通用公式可以更正为ADDR_H = ADDR >> 16 + ADDR[15]，其中ADDR[15]表示ADDR的第15位的值（ADDR_L的符号位。< / p>

MIPS汇编，lui 0x1001

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