《微机原理》-汇编语言

《微机原理》系列，将汇编语言内容整理出来了。常用指令集，保存便于查看和记忆。包括：指令集、汇编指令、MIPS32、一些概念、MIPS常用汇编指令、汇编程序。 整活！让知识自己说话~~

微机原理 汇编语言

• 指令集
  • 复杂指令集CISC
    • 特点
      • ①指令系统复杂庞大，指令数目一般多达2、3百条
      • ②寻址方式多
      • ③指令格式多
      • ④指令字长不固定
      • ⑤可访存指令不加限制
      • ⑥各种指令使用频率相差很大
      • ⑦各种指令执行时间相差很大
    • 代表
      • Inter公司 X86系列CPU
  • 精简指令集RISC
    • 特点
      • ①精简了指令系统，流水线以及常用指令均可用硬件执行
      • ②采用大量的寄存器，使大部分指令操作都在寄存器之间进行，提高了处理速度
      • ③每条指令的功能尽可能简单，并在一个机器周期内完成
      • ④所有指令长度均相同（32b或64b）
      • ⑤只有Load和Store操作指令才访问存储器，其它指令操作均在寄存器之间进行
• 汇编指令
  • 符号语言，使用助记符和标号
  • MIPS
    • 格式
• MIPS32
  • 特殊寄存器 3个
  • 通用寄存器 32个
    • $zero一直是0
    • $t0--$t9常用
    • $s0--$s7通常在子函数调用时 做入栈出栈保留数据
  • 存储器
    • 结构
      • • 用户空间 0x0000 0000
          • 代码段 0x0040 0000
          • 数据段 0x1000 0000
            • mars数据段从0x10010000开始
            • 堆
          • 栈 0x7FFF FFFF
            • 先进后出原则
        • 内核空间 0x8000 0000
        • 指令四字节 邻居4口家 图上一共8GB
          • 1 GB = 2¹⁰ MB = 2²⁰ KB = 2³⁰ B 一个地址指向一个字节
    • 对齐
• 一些概念
  • 宏汇编语言基本指令
    • 什么是宏汇编指令
      • 是指令序列的符号表示
    • 包括
      • 符号指令
        • 图里面的大多数
      • 伪指令
      • 宏指令
  • 编译
    • 将高级语言程序翻译成汇编语言程序或机器语言程序的过程
  • 目标程序
    • 经汇编程序翻译而获得的机器指令序列程序
  • 装载
• MIPS常用汇编指令
  • • 算术指令 R型，op均为0
      • add / addu addi / addiu sub / subu 等
        • 没有subi
    • 数据传输指令
      • 存储器↔CPU lw/sw/lh\lhu等
        • 还需注意符号数
      • 特殊寄存器→通用寄存器 mfhi/mflo
        • Hi/Lo→通用寄存器
          • ▪ 没有存储器到存储器的MIPS指令 ▪ 没有常数到存储器的MIPS指令 ▪ 没有通用寄存器到通用寄存器的指令（那是算术指令）
      • 立即数→寄存器 lui、li
        • 高位立即数
        • 宏指令
    • 逻辑指令
      • 逻辑指令， 不考虑符号
      • and / andi or / ori nor或非 xor异或
    • 控制指令
      • 条件转移
        • beq相等则跳转 bne不等则跳 Imm表示中间人
          • if
          • for
          • while
          • case实现
            • • 跳转表实现
                • 在（存储器）数据段提前定义各个跳转地址 在32位mips微处理器，地址都是32位（字）
                • 分支较多时，跳转表法更简洁
      • 无条件转移
        • 目标地址(27:2)
        • if实现
      • 比较设置指令
        • 小于则设置为1，否则0 slt/slti有符号 sltu/sltiu无符号
      • 子程序调用、返回
        • jal记住现在， 穿越时空
        • jr金蝉脱壳 完璧归赵
        • • 子程序调用：jal 保存子程序返回地址：jr $ra
        • 口
          • $a0~$a3:存放由主程序传递给子程序的入口参数
          • $v0、$v1:存放由子程序传递给主程序的返回结果
        • 子程序嵌套
          • 需首先将$ra寄存器存入栈
          • 寻址子程序内的局部变量采用$fp寄存器作为基地址寄存器
      • 系统功能调用 syscall
  • 数据段内存映像这样画
    • 动态数据区有局部变量和链表
• 汇编程序
  • • 伪指令
      • .globl 全局标签
      • .date 数据段起始定义
        • .byte字节 .half半字（以偶数地址对齐） .word字（以四倍地址对齐） .float单精度浮点型/32位 .double双精度浮点型/64位 .ascii分配字节序列存ASCII字符串 .asciiz补充了一个0x00 NULL字符 .space分配n个字节空间
          • 变量： 字符串“”
            • 注意，align只规定下一个数据的首地址必须为 以后管不着。
          • 字符‘’
      • .text 代码段起始定义
    • 操作数类型
      • 寄存器操作数
        • add
      • 存储器操作数
        • .align n #
        • lw和sw等
      • 立即数操作数
        • addi和lw等 立即数成指令的一部分
    • 编码方式
      • 二进制 操作码+操作数 先马后数
        • R型指令
          • 一 二 目 的藏最后
        • I型指令
          • 手中剑
        • J型指令
          • • 别跳出地球了
    • 寻址原理
      • 找对象
        • 操作数寻址 （数据）
          • 寄存器寻址
            • R/I型
              • add
            • 指令中的操作数为寄存器时， 成为寄存器寻址
          • 立即数寻址
            • 数就在指令里
              • addi、lui、ori
          • 基址寻址
            • 存取指令 找到存储器里的宝贝
              • 注意：sb存的是寄存器Rt低位字节的数据
        • 指令寻址
          • 找下一个 指令地址
          • 通常是顺序执行 地址+4
          • PC相对寻址
            • beq
            • PC值+4+中间商=新PC
              • • 我按Mars软件对PC的处理理解。图片为Qtspim的。
          • 伪直接寻址
            • j
            • J型指令
          • 寄存器相对寻址
            • jr是R型指令
            • 生搬硬套
• 扩展？