介绍
MIPS（Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages）是一种在计算机体系结构中广泛使用的低级编程语言。
MIPS汇编语言是一种非常接近底层的编程语言，它直接操作处理器的寄存器和存储器。通过学习MIPS汇编语言，我们可以深入理解计算机的底层工作原理和计算机组成原理。
在本文中，我们将介绍MIPS汇编语言的一些基础知识，并通过一些示例帮助您开始编写MIPS汇编程序。
寄存器
MIPS体系结构中有32个通用寄存器（$0-$31），每个寄存器都可以存储32位数据。这些寄存器在MIPS汇编程序中被称为"$r0-$r31"。
以下是一些常用的寄存器：
- $zero ($0): 常量0
- $at ($1): 汇编器保留寄存器，用于一些临时变量
- $v0-$v1 ($2-$3): 返回值寄存器
- $a0-$a3 ($4-$7): 参数寄存器
- $t0-$t9 ($8-$15, $24-$25): 临时寄存器
- $s0-$s7 ($16-$23): 保存寄存器
- $k0-$k1 ($26-$27): 操作系统寄存器
- $gp ($28): 全局指针
- $sp ($29): 堆栈指针
- $fp ($30): 帧指针
- $ra ($31): 返回地址
指令
MIPS汇编语言有丰富的指令集，涵盖了计算、存储、分支、跳转等操作。
以下是一些常用的指令：
- 加法：
add $rd, $rs, $rt将寄存器$rs和$rt中的值相加，结果存储在$rd中。 - 减法：
sub $rd, $rs, $rt将寄存器$rs中的值减去$rt中的值，结果存储在$rd中。 - 乘法：
mul $rd, $rs, $rt将寄存器$rs和$rt中的值相乘，结果的低32位存储在$rd中。 - 除法：
div $rs, $rt将寄存器$rs中的值除以$rt中的值，商存储在寄存器$hi中，余数存储在寄存器$lo中。 - 移位：
sll $rd, $rt, shamt将寄存器$rt中的值向左移位shamt位，结果存储在$rd中。 - 位与：
and $rd, $rs, $rt将寄存器$rs和$rt中的值进行位与操作，结果存储在$rd中。 - 跳转：
j address无条件跳转到指定地址。 - 分支：
beq $rs, $rt, offset如果寄存器$rs和$rt中的值相等，则跳转到当前指令地址+offset处。 - 加载：
lw $rt, offset($rs)将存储在存储器地址$rs+offset处的数据加载到寄存器$rt中。 - 存储：
sw $rt, offset($rs)将寄存器$rt中的数据存储到存储器地址$rs+offset处。
示例
下面是一个简单的MIPS汇编程序示例，实现计算并输出两个数的和。
.data
number1: .word 5
number2: .word 10
result: .word 0
.text
main:
lw $t0, number1 # 加载number1到$t0
lw $t1, number2 # 加载number2到$t1
add $t2, $t0, $t1 # 计算和，存储到$t2
sw $t2, result # 存储结果到result
li $v0, 1 # 设置系统调用编号为1（表示输出）
lw $a0, result # 设置参数为result
syscall # 调用系统调用进行输出
li $v0, 10 # 设置系统调用编号为10（表示退出程序）
syscall # 调用系统调用退出程序
以上示例首先声明了三个变量：number1、number2和result。然后在主程序中，将number1和``number2`加载到寄存器$t0和$t1中，进行相加操作，并将结果存储到寄存器$t2中。最后，通过系统调用将结果输出到屏幕上，并通过系统调用退出程序。
总结
MIPS汇编语言是一种强大的底层编程语言，它能够直接操作计算机的硬件资源。通过学习MIPS汇编语言，我们可以理解计算机的底层工作原理，并且可以更加灵活地控制计算机的行为。
在以后的学习中，您可以进一步了解MIPS汇编语言的更多特性和指令集，并尝试使用MIPS汇编语言编写更复杂的程序。
希望本文能够帮助您入门MIPS汇编语言，并为您深入学习计算机组成原理奠定基础。享受编写底层代码的乐趣吧！
本文来自极简博客，作者：编程狂想曲，转载请注明原文链接：MIPS汇编语言入门 - 理解底层计算机原理
