十分钟教会你MIPS编程入门

本文从四个方面来介绍MIPS架构及其汇编：

1. 寄存器种类

2. 算术及寻址指令

3. 程序结构

4. 系统调用

需要使用的工具是：Mars4.4

下载地址：

http://courses.missouristate.edu/KenVollmar/mars/download.htm

1 数据类型

1. 所有MIPS指令都是32位长

2. 1字节 = 8位，半字长 = 2个字节，1字长 = 4个字节

3. 一个字符空间 = 1个字节

4. 一个整型 = 一个字长 = 4个字节

5. 单个字符用单引号，例如：'b'

6. 字符串用双引号，例如："A string"

2 寄存器

1. MIPS下一共有32个通用寄存器

2. 在汇编中，寄存器标志由$符开头

3. 寄存器表示可以有两种方式

    直接使用该寄存器对应的编号，例如：从$0到$31

    使用对应的寄存器名称，例如：$t1,$sp(详细名称见下表)

4. Lo和Hi寄存器专门用来存储乘法和除法的结果

    对于以上两者，不存在直接寻址；必须要通过特殊指令mfhi ("move from Hi") 和 mflo ("move from Lo")来访问内容

5. 栈的走向是高地址到低地址

3 程序结构

1. 本质其实就是数据声明 + 普通文本 + 程序编码（文件扩展名为 .s或者 .asm都可以）

2. 数据声明在代码段之后（其实在之前也没啥问题，也更符合高级程序的设计习惯）

数据声明：

1. 数据段以.data为开始标志

2. 声明变量后，即在主存中分配空间

代码：

1. 代码段以 .text为开始的标志

2. 其实就是各项指令操作

3. 程序入口为main:标志（这个都一样）

4. 程序结束标志

注释：

1. 是注释符

2. MIPS程序的基本模版如下：

# Comment giving name of program and description of function

4 数据声明

声明的格式：

name:    storage_type     value(s)

通常给变量赋一个初始值；对于.space,需要指明需要多少大小空间（bytes)

注意：name后面始终要跟着冒号

example

5 加载保存【读取写入】

1. 如果要访问内存，不好意思，你只能用 load 或者 store 指令

2. 其他的只能都一律是寄存器操作

load:

举例

  .data

6 立即与间接寻址

load address:

不必多说，要用到偏移量的寻址，基本上使用最多的场景无非两种：数组，栈。

    .data

7 算术指令集

1. 最多3个操作数

2. 在这里，操作数只能是寄存器，绝对不允许出现地址

3. 所有的指令统一是32位 = 4 * 8 bit = 4 bytes = 1 word

    add  $t0,$t1,$t2  

8 控制流

branches分支(if else系列)

指令内置了分支条件的比较：

b  target    #  unconditional branch to program label target

Jumps跳转(while,for,goto系列)

j  target  #  unconditional jump to program label target

子程序调用 subroutine return: "jump register" instruction

jr  $ra  #  "jump register"

跳转到寄存器$ra中保存的返回地址(由jal指令存储)

如果说调用的子程序中有调用了其他子程序，如此往复， 则返回地址的标记就用栈(stack)来存储, 毕竟 $ra 只有一个，（哥哥我分身乏术啊）

9 系统调用和输入/输出

1. 通过系统调用实现终端的输入输出，以及声明程序结束

2. 学会使用 syscall

3. 参数所使用的寄存器：$v0， $a0,  $a1

4. 返回值使用：$v0

大概意思是要打印的字符串应该有一个终止符，估计类似C中的'\0', 在这里我们只要声明字符串为 .asciiz 类型即可。下面给个我用Mars4.4的提示：

1. 对于读取整型， 浮点型，双精度的数据操作， 系统会读取一整行，（也就是说以换行符为标志 '\n'）

2. read_string和fgets类似

举例 打印一个存储在寄存器$2里的整型：

Print out integer value contained in register $t2

举例 读取一个数，并且存储到内存中的 int_value 变量中：

Read integer value, store in RAM location with label int_value (presumably declared in data section)

举例 打印一个字符串(这是完整的，其实上面栗子都可以直接替换main: 部分，都能直接运行

    .data

举例 执行到这里，程序结束，立马走人，管他后边洪水滔天~~

li  $v0, 10    　 # system call code for exit = 10

参考引用：

本文属于转载非原创，略有修改： https://www.cnblogs.com/thoupin/p/4018455.html