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- UID
- 1029342
- 性别
- 男
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现代编译技术与计算机体系结构设计
- ISA设计需要了解的有挂compiler的问题
- 如何分配变量
- 高级语言分配数据的区域
- stack
- 用来分配局部变量；用来存储活动记录（call和return），工作堆栈指针访问其中的内容
- global data area
- 用来分配被静态说明的对象，如常亮和全局变量、其中数组和其他聚集类型的数据结构比例大。
- heap
- 分配动态对象，用指针访问，通常不是标量。全局变量和堆变量因为存在别名问题而无法分配寄存器
- 如何寻址变量
- 需要多少寄存器
- 优化技术对指令使用频率的影响
- 使用哪些控制结构
- MIPS指令集结构
- MIPS的寄存器
- 32个64bit通用寄存器（GPRS）
- 32个64bit浮点寄存器（FPRS）
- f0,f1,...,f31
- 用来存放32个单精度浮点数（32bit），也可以用来存放32个双精度浮点数（64bit）
- 存放单精度数时，只用了FPR的一半；
- 一些特殊寄存器
- 可以与通用寄存器交换数据
- 浮点状态寄存器保存浮点操作的结果
- MIPS的数据表示
- 整数
- 字节8bit ；半字16bit；字32bit；双字64bit
- 浮点数 单精度（32bit），双精度（64bit）
- 字节、半字、字被装入64位寄存器时，零扩展或符号扩展。
- 寻址方式
- 立即数寻址和偏移量寻址，其立即数、偏移量字段都是16bit
- 寄存器间接寻址是通过把0作为偏移量来实现的
- 16bit绝对寻址是通过把R0作为基址寄存器来实现
- mips的存储器按字节寻址，地址为64bit
- 所有的存储器访问都是边界对齐
- 指令格式
- 寻址方式编码到操作码中
- 所有指令都是32bit
- 操作码占6bit
- 3中指令格式
- I类指令
 ,立即数字段为16bit，用于提供立即数和偏移量| load指令 | 访存有效地址：Regs[rs]+immediate
| 从存储器取来的数据放入寄存器rt中 | | store指令 | 访存有效地址：Regs[rs]+immediate | 从存储器取来的数据放入寄存器rt中 | | 立即数指令 | Regs[rt]<---Regs[rs] op immediate | | 分支指令 | 目标转移地址：Regs[rs]+immediate | rt无用 | | 寄存器跳转、寄存器跳转并连接 | 转移目标地址为Regs[rs] |
- R类指令
 - 包括ALU指令，专用寄存器读/写指令，move指令
- ALU指令 Regs[rd]<---Regs[rs] func Regs[rt]，func为具体的运算操作编码
- J类指令
 - 包括跳转指令、跳转并连接指令、自陷指令、异常返回指令；
- 指令字的低26位是偏移量，左移两位，与pc值相加，形成跳转的地址。
- 指令的分类（load/store,ALU操作,分支与跳转，浮点操作）
- 符号的意义
- x<---ny:从y传送n位到x
- x,y<---z:把z传送到x和y
- 下标：表示字段中具体的位；对于指令和数字，按从最高位到最低位（左--》右）顺序依次编号，最高位为第0位，次高位为第1位。
- 下表可以是数字或者一个范围；Regs[R4]0，即R4的符号位；Regs[R4]56...63的最低位
- Mem：表示主存，按字节寻址
- 上标：用于表示对字段进行复制的次数；032一个32位全0的字段
- 符号##，用于连个字段的拼接，并且可以出现在数据传送的任何一边。eg，R8、R10为64位的寄存器，则Regs[R8]32..63<---32(Mem[Regs[R6]]0)24##Mem[Regs[R6]]；表示的是，以R6的内容作为地址访问内存，得到的字节按符号位扩展的32位后存入R8的低32位，R8的高32位（即Regs[R8]0..31)不变。
| LD R2,20(R3) | 装入双字 | Regs[R2]<---64(Mem[20+Regs[R3]]) | | LW R2,40(R3) | 装入字 | Regs[R2]<---64(Mem[40+Regs[R3]]0)32 ## Mem[40+Regs[R3]] | | LB R2,30(R3) | 装入字节 | Regs[R2]<---64(Mem[30+Regs[R3]]0)56 ## Mem[40+Regs[R3]] | | LBU R2,40(R3) | 装入无符号字节 | Regs[R2]<---64056 ## Mem[40+Regs[R3]] | | LH R2,30(R3) | 装入半字 | Regs[R2]<---64(Mem[30+Regs[R3]]0)48 ## Mem[30+Regs[R3]]##Mem[31+Regs[R3]] | | L.S F2,60(R4) | 装入半字 | Regs[F2]<---64Mem[60+Regs[R4]] ## 032 | | L.D F2,40(R3) | 装入双精度浮点数 | Regs[F2]<---64Mem[40+Regs[R3]] | | SD R4,300(R5) | 保存双字 | Mem[300+Regs[R5]]<---64Regs[R4] | | SW R4,300(R5) | 保存字 | Mem[300+Regs[R5]]<---32Regs[R4] | | S.S F2,40(R2) | 保存单精度浮点数 | Mem[40+Regs[R2]]<---32Regs[F2]0..31 | | SH R5,502(R4) | 保存半字 | Mem[502+Regs[R4]]<---16Regs[R5]48..63 |
- ALU指令
| DADDU R1,R2,R3 | 无符号加 | | | DADDIU R4,R5,R6 | 加无符号立即数 | | | LUI R1,#4 | 把一个立即数装入到一个字的高16位 | Regs[R1]<---032 ## 4 ## 016 | | DSLL R1,R2,#5 | 逻辑左移 | Regs[R1]<---Regs[R2]<<5 | | DSLT R1,R2,R3 | 置小于 | if(Regs[R2]<Regs[R3]) then Regs[R1]<---1 else Regs[R1]<---0
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- 控制类指令
| J name | 跳转 | PC36..63<--- name<<2 | | JAL name | 跳转并连接 | Regs[R31]<-- PC+4 C36..63<---name<<2;((PC+4)-227)<=neme<((PC+4)+227) | | JALR R3 | 寄存器跳转并连接 | Regs[R31]<--- PC+4C<--Regs[R3] | | JR R5 | 寄存器跳转 | PC<-- Regs[R5] | | BEQZ R4,name | 等于零时分支 | if(Regs[R4]==0) then PC<-- name;((PC+4)-217)<=name<((PC+4)+217) | | BNE R3,R4,name | 不相等时分支 | ((PC+4)-217)<= name < ((PC+4)+217) | | MOVZ R1,R2,R3 | 等于零时移动 | if(Regs[R3]==0) then Regs[R1]<--Regs[R2] |
- 跳转指令（根据目标指令确定目标指令的方式不同以及是否跳转时连接，可以将跳转指令分为4类）
- 目标地址的确定方式：把指令中的26位偏移量左移2位后，替换pc中的低28位；由指令中指定的一个寄存器来给出目标转移地址
- 跳转的两种类型：简单跳转（把目标地址送入程序计数器）；跳转并连接，将目标指令送入程序计数器，把返回地址（下一条）放入寄存器R31
- 分支指令（跳转转移）
- 分支指令指令的目标地址，由16位带符号偏移量左移两位后和pc相加决定。
- 浮点条件分支指令：通过测试浮点状态寄存器来决定是否进行分支。
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