MIPS 汇编/MIPS 架构

MIPS 架构

MIPS 是一种基于寄存器的架构，这意味着 CPU 使用寄存器来执行操作。 还存在其他类型的处理器，例如基于堆栈的处理器和基于累加器的处理器。

寄存器就像 RAM 一样是内存，只是寄存器比 RAM 小得多，并且速度快得多。 在 MIPS 中，CPU 只能对寄存器和特殊的立即值进行操作。

MIPS 处理器有 32 个通用寄存器，但其中一些是保留的。 然而，相当多的寄存器可供您使用。 例如，这些寄存器之一，即 *程序计数器*，包含要执行的下一条指令的内存地址。 当处理器执行指令时，程序计数器会递增，并获取下一个内存地址，执行，依此类推。

为什么选择 MIPS？

MIPS 架构是 精简指令集计算机 (RISC)。 作为 RISC 架构，它不会将单个指令分配给复杂的、逻辑密集型任务。 这与 复杂指令集计算机 (CISC) 架构（如 DEC VAX）形成对比，后者有一个指令用于 多项式乘法，另一个指令用于执行 循环冗余校验 (CRC)，这通常用于 TCP/IP。 当时，人们认为在硬件中实现这些指令将提高使用它们的程序的性能，即使它会导致高度复杂的处理器设计。 MIPS 和其他 RISC 架构基于这样一种理念，即除其他事项外，通过仅实现最常见指令的小核心（只有几十条指令，而不是几百条指令），架构师可以简化设计并加快大多数常见指令的速度，以至于将复杂程序实现为多条指令的成本将被隐藏。

关于 RISC 与 CISC 的争论已经写了很多， 因此，为了我们的目的，我们将关注 MIPS 设计选择的结果。

• 所有 MIPS 指令都是 32 位长。
  • 这使得访问和解码指令的硬件变得简单直观。
  • 这也意味着指令的数量是有限的。
• 所有 MIPS 指令都属于三种指令格式之一。 这使得人类和硬件都很容易解码指令。 由于指令格式是固定的，因此学习大多数 MIPS 指令集并不需要太多工作。

MIPS 设计理念

• 简单有利于规则
• 好的设计需要好的妥协
• 越小越快
• 使常见任务变得更快