Manualino minimale MIPS

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1 Università degli Studi dell Insubria Dipartimento di Scienze Teoriche e Applicate Manualino minimale MIPS Marco Tarini Operazioni aritmetiche Nome Comando completo Esempio Sintassi (es) Significato Semantica Commenti (es) Commenti. add add add $1,$2,$3 add $1,$2,$3 $1 = $2 + $3 $1 = $2 2 operandi + $3 operandi: 2 registri registro; subtract sub sub $1,$2,$3 $1,$2,$3 = $2 $3$1 = $2 2 operandi $3 registro; operandi: 2 registri add immediate addi $1,$2,100 = $ operandi: registro operandi: add immediate addi $1,$2,99 $1 = $ e costante; add unsigned addu $1,$2,$3 $1 = $2 + $3 2 operandi registro; e costante subtract add unsigned unsignedsubu addu $1,$2,$3 $1,$2,$3 = $2 $3 $1 = $2 2 operandi + $3 registro; operandi: 2 registri add subtract imm. unsigned unsign. addiu subu $1,$2,99 $1,$2,$3 = $ $1 = $2 operandi: $3 registro operandi: e costante; 2 registri multiply add immediate mult $2,$3 Hi Lo = $2 x $3 prodotto con segno: operandi: addiu $1,$2,99 res in 64 bit $1 = $ multiply unsigned unsigned multu $2,$3 Hi Lo = $2 x $3 prodotto senza registro segno: e costante res in 64 bit divide div $2,$3 Lo = $2 $3, Lo = quoziente, prodotto Hi = resto con segno: multiply mult $2,$3 Hi Lo = $2 $3 (risulato in 64 bit) multiply unsigned multu $2,$3 divide unsigned divu $2,$3 Lo = $2 $3, Hi Lo Quoziente = $2 $3 idem, ma senza segno e resto senza segno Hi = $2 mod Lo $3= $2 $3, Lo = quoziente divide div $2,$3 Move from Hi mfhi $1 $1 = Hi Hi = $2 Copia mod Hi $3 Hi = resto in un registro Move divide from unsigned Lo mflo divu $1 $2,$3$1 = Lo Lo = $2 Copia $3, Lo in un idem, registro ma senza segno move from Hi mfhi $1 $1 = Hi Copia Hi in un registro move Architettura from degli Lo elaboratori mflo $1-2$1 - = Lo MIPS Copia Instruction Lo in Set un Architecture registro Piccolo Prontuario Assembly MIPS 1

2 Operazioni Logiche Nome Comando completo Esempio Sintassi (es) Significato Semantica Commenti (es) Commenti. and add and $1,$2,$3 $1 = $2 & $3 AND bit a bit add $1,$2,$3 $1 = $2 + $3 2 operandi registro; subtract or sub or $1,$2,$3 = $2 $3$1 = $2 2 operandi v $3 registro; OR bit a bit add immediate addi $1,$2,100 $1 = $ operandi: registro e costante; xor xor $1,$2,$3 $1 = $2 $3 XOR bit a bit add unsigned addu $1,$2,$3 $1 = $2 + $3 2 operandi registro; subtract nor unsignedsubu nor $1,$2,$3 $1,$2,$3 = $2 $3 $1 = ~($2 2 operandi $3) registro; NOR bit a bit add imm. unsign. addiu $1,$2,99 $1 = $ operandi: registro e costante; and immediate andi $1,$2,10 $1 = $2 & 10 AND tra reg. e costante multiply mult $2,$3 Hi Lo = $2 x $3 prodotto con segno: res in 64 bit multiply or immediate unsigned multu ori $2,$3 $1,$2,10 Hi Lo = $2 $1 x $3 = $2 prodotto 10 senza OR segno: tra reg. e res costante in 64 bit divide div $2,$3 Lo = $2 $3, Lo = quoziente, Hi = resto xor immediate xori $1, $2,10 $1 = $2 10 XOR tra reg. e costante divide shift left unsigned logical divu sll $2,$3 $1,$2,10 Lo = $2 $3, $1 = $2 Quoziente << 10 e resto Shift a senza sinistra di segno una costante shift right logical srl $1,$2,10 $1 = $2 >> 10 Shift a destra di una costante Move from Hi mfhi $1 $1 = Hi Copia Hi in un registro Move shift right from arithm. Lo mflo sra $1 $1,$2,10 = Lo $1 = $2 Copia >> 10 Lo in un Idem, registro ma con est. in segno shift left logical sllv $1,$2,$3 $1 = $2 << $3 Shift a sinistra di una variabile shift right logical srlv $1,$2,$3 $1 = $2 >> $3 Shift a destra di una variabile Architettura degli elaboratori Letture e scritture RAM Istruzione Commento sw $3, 500($4) sh $3, 502($2) sb $2, 41($3) lw $1, 30($2) lh $1, 40($3) lhu $1, 40($3) lb $1, 40($3) lbu $1, 40($3) lui $1, 40($3) Store word Store half Store byte Load word Load halfword Load halfword unsigned Load byte Load byte unsigned Load Upper Immediate (16 bits shifted left by 16) da registro a mem (store) da mem a registro (load) Architettura degli elaboratori Piccolo Prontuario Assembly MIPS 2

3 Branch (salti condizionali) Con confronto fra due registri beq rs, rt, dest equal, if R[rs] == R[rt] then jump to dest bne rs, rt, dest not equal, blt rs, rt, dest branch less then salta se R[rs] < R[rt] (pseudo-istruzione) Con confronto fra un registro e zero blez rs, dest less-or-equal zero, if R[rs] <= 0 then jump bgtz rs, dest greater-then zero > bgez rs, dest greater-or-equal zero >= bgezal rs, dest come sopra «and link» bltz rs, dest less-than zero < bltzal rs, dest come sopra «and link» Architettura degli elaboratori Jumps (salti non condizionali) Istruzione Esempi Significato jump j vai all istruzione jump and link jal vai all istruzione and link jump register jr $31 vai all istruzione contenuta nel registro $31 Architettura degli elaboratori Piccolo Prontuario Assembly MIPS 3

4 Assegnamenti condizionali Istruzioni Esempi Significato set on less than slt $1,$2,$3 if ($2 < $3) $1=1; else $1=0 < (complemento a 2) set on less than slti $1,$2,100 if ($2 < 100) $1=1; else $1=0 immediate <costante (complemento a 2) set on less than sltu $1,$2,$3 if ($2 < $3) $1=1; else $1=0 unsigned < (numeri senza segno) set less then sltiu $1,$2,100 if ($2 < 100) $1=1; else $1=0 immediate unsigned <costante (numeri senza segno) Architettura degli elaboratori Inizializzazione / copia valori / etc move $t0, $t1 li $t0, val la $t0, etichetta (copia $t1 in $t0) (load immediate, copia il valore val in $t0) (load address, copia l indirizzo addr in $t0) nop syscall (non fare nulla) (chiamata di sistema: viene invocato il servizio indicato dal valore di $v0 vedi tabella) Architettura degli elaboratori Piccolo Prontuario Assembly MIPS 4

5 Funzioni di sistema Servizio Codice (in $v0) Argomenti Risultato print integer 1 $a0 = valore da stampare (nessuno) print float 2 $f12 = valore da stampare (nessuno) print double 3 $f12 = valore da stampare (nessuno) print string 4 $a0 = indirizzo della stringa da stampare (nessuno) read integer 5 (nessuno) $v0 = valore letto read float 6 (nessuno) $f0 = valore letto read double 7 (nessuno) $f0 = valore letto read string 8 $a0 = indirizzo dove mettere la stringa $a1 = quanti caratteri leggere + 1 (nessuno) memory allocation 9 $a0 = numero di byte richiesti $v0 = address del blocco exit 10 (nessuno) (nessuno) print character 11 $a0 = integer (nessuno) read Architetture character 12 (nessuno) $v0 Programmazione = carattere ASM lettomips Sinonimi dei registri Registro: $0 $1 $2 $3 $4 $5 $6 $7 Sinonimo: $r0 $at $v0 $v1 $a0 $a1 $a2 $a3 Registro: $8 $9 $10 $11 $12 $13 $14 $15 Sinonimo: $t0 $t1 $t2 $t3 $t4 $t5 $t6 $t7 Registro: $16 $17 $18 $19 $20 $21 $22 $23 Sinonimo: $s0 $s1 $s2 $s3 $s4 $s5 $s6 $s7 Registro: $24 $25 $26 $27 $28 $29 $30 $31 Sinonimo: $t8 $t9 $k0 $k1 $gp $sp $s8 $ra Architetture Programmazione ASM MIPS Piccolo Prontuario Assembly MIPS 5

6 Convenzioni nell'uso dei registri $at, $k0-$k1: riservati (per l'assemblatore e il system calls risp.) $a0 - $a3 : argomenti per routine (e system calls) $v0 - $v1 : risutlati di routine (e system call) $t0 - $t9 : valori temporanei, $s0 - $s7 : valori stabili (salvati nelle chiamate) $gp : puntatore globale (quale blocco di memoria da 64K nel viene usato) $sp : è lo stack pointer, indirizza la pos libera in cima allo stack $fp : frame pointer (vedremo). $ra : return address, l'indirizzo di rientro dalla chiamata di procedura. Architetture Programmazione ASM MIPS Direttive Generali:.data.text.globl e Inizio segmento dati Inizio segmento programma L etichetta e è visibile da altri file (per progetti multifile) Dati:.word.half.byte.ascii.asciiz «Memorizza i literal numero successivi in 4 byte ciascuno» «Memorizza i literal numero successivi in 2 byte ciascuno» «Memorizza i literal numero successivi in 1 byte ciascuno» «Memorizza i literal stringa succ. come sequenze di byte» «Memorizza i literal stringa succ. come sequenze di byte, terminate da 0».space n «Lascia n Bytes liberi qui».align n «Padding per allinearsi a 2 n bytes» Architetture Programmazione ASM MIPS Piccolo Prontuario Assembly MIPS 6