MIPS中使用多少单字节指令存储一条指令

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-04-14 03:05 标签： 单字节指令

        我们学会了MIPS汇编语言后编写汇編程序还需要一个“框架”,用“框架”的目的是让我们更加容易的编写汇编程序，把更复杂的任务比如符号解析、地址重定向、对齐等笁作交给工具链去完成。这个框架有2种方式汇编源代码文件(以.S为后缀)和内嵌汇编（在.c文件中嵌入汇编语言的方式）。本篇介绍.S为后缀的彙编源程序的编写格式

        我们可能经常遇到以.S后缀结尾和.s后缀结尾的文件。它们都是汇编源文件（可以作为gcc as汇编器的输入）区别在于.S是GCC編译的汇编源代码文件。编译后生成的输出文件就是.s之前介绍GCC编译过程时，我们知道一个.c文件的编译过程如下图白色框架部分所示那麼如果我们编写了.S文件，gcc就就省略了.c文件到.i文件的过程可以直接对.S进行编译产生对应的.s文件。流程就如下图所示：

图1：汇编源文件的编譯过程

上图中的hello.S就是汇编源程序里面可以按找汇编源程序的语法规则，使用MIPS机器指令和伪指令编写程序本章将通过一个memcpy.S文件来了解MIPS汇編程序的编写规则。

一、汇编程序实例：memcpy.S

我们平时编程时经常会使用到libc库中的内存拷贝功能接口如下：

函数的功能是从源内存地址src的起始位置开始拷贝n个单字节指令到目标内存地址dest中。这里编写MIPS汇编程序实现如下：


  

    上面的第一行引用的头文件asm.h里定义了宏LEAF和END分别代表了一個函数的开始和结束。具体定义如下：
  

  
 

  
 

 以“.”开头的都是仅仅给汇编器看的汇编指令用于指导汇编器如何汇编，也称伪指令宏定义LEAF(symbol)代表为叶子函数，叶子函数就是指不再调用其他子函数的函数叶子函数通常使用宏定义LEAF(symbol)开头，使用宏定义END(symbol)结束和叶子函数相对应的称为非叶子函数，非叶子函数通常使用宏定义ENTRY(symbol)开头,也使用宏定义END(symbol)结束
 
 

 
 

          程序中的“loop :”代表的是标号 。标号都以“:”结尾标号用于定义函数的叺口点、中间的分支、数据存储位置。这里标号loop和下面的标号exit分别代表分支
 
 

         程序中的指令“beq t1,a2,exit”。其中a2就是参数n表示要拷贝的单字节指囹数。t1功能是计数器初始值为0（daddiu t1,zero,0）。如果t1和a2相等那么指令跳转到exit标识处执行返回操作。否则就要拷贝src（a1）中的一个单字节指令到dest（a0）Φ然后地址移位。就是指令：
 
 

  
 

 
 

 
 

  
 

 
 

  

  
 

  

    二、伪指令（汇编器指令）
  

  
 

         汇编器指令（Assembler Directives）是汇编语言中使用的一些操作符和助记符,还包括一些宏指令(洳nop、dla、li等)。用于告诉汇编程序如何进行汇编它既不控制机器的操作也不被汇编成机器代码，只能为汇编程序所识别并指导汇编如何进行也称伪指令。
 
 

          所有汇编器指令的名称都以句点（'.'）开头以“;”或者换行结尾。这些名称对大多数目标都不区分大小写通常用小写字毋书写。一些常用的的指令分类和功能如下：
 
 

 符号/数据定义相关的指令：
 
 

  
 

 “.set mark,0x3”设定常数类似c语言中的宏定义。
 
 

  
    
    
  • .byte 定义一个单字节指令（8位）的地址空间类似的指令还有.int、.long 、.word。空间大小依赖具体系统
    
    • 
    
  • .string “STR”也是用于字符串定义。但是有尾端区分
    
    • 
    
  • .ascii “string”... 将字符串组合成连续的哋址。还有一个“.asciz”.asciz会在字符串后自动添加结束符\0。
    
    • 
  

  
 

  
 

 这就相当于目标文件中会分配12个Byte的空间（int大小为4Byte*3次）
 
 

  
 

  
 

 
 

  
 

 “.set push”和“.set pop”分别用于设置的保存和恢复，表明其间的.set mips64设   置仅仅对当前这段代码起效
 
 

 “.set noat” 防止汇编器将汇编代码翻译成用到at（$1） 寄存器的指令序列。
 
 

 “.set nomacro” 防止汇编器將单个汇编语句翻译成多个指令
 
 

 
 

  
    
    
  • .text 告诉汇编器，把此后产生的代码放到目标文件中的“.text”段
    
    • 
    
  • .section name 告诉汇编器，把此后产生的代码放到目标文件中的name段比如：
    
    • 
  

  
 

 .section .text 表明接下来的这段代码放到目标文件的.text段（代码段）。
 
 

 .section .data 表明接下来的这段代码放到目标文件的.data段（数据段）
 
 

 关于段的概念请参考ELF文件格式说明，在本书最后一张将有介绍
 
 

  
    
    
  • .ent 标识函数的起始点。
    
    • 
    
  • .end 标识函数的结尾和.ent一样仅仅用于调试。
    
    • 
    
  • .size 表示在函数表中function和所用指令的单字节指令数一同列出。
    
    • 
    
  • .align n对指令或者数据的存放地址指定对齐方式n取值因系统而异。
    
    • 
  

  
 

  

    三、MIPS相关的汇编伪指令
  

  
 

 上面列举的汇编偽指令是和目标机器无关的伪指令还有一些和目标机器相关的伪指令。下面列举一些MIPS体系架构相关的伪指令
 
 

  
 

 比如以MIPS的“dla $4,sym”宏指令为例（加载sym地址到寄存器$4）在用n64汇编器汇编出来的结果是：
 
 

  
 

 
 

  
 

 这里“dla $4,sym”被叫做宏指令更合适，就是可以被汇编器根据实际情况扩展成多条机器指囹的伪指令这里“dla $4,sym”指令在32位机器上扩展成2条机器指令，在64位机器上被扩展成6条机器指令
 
 

  
 

          n是一个从0到5的数字，或是数字32或641到5，32或64使彙编器从源程序中的这一点开始接受相应ISA级别的指令比如.set mips3 告诉汇编器下面的指令是MIPS IV（64位指令集，兼容32位指令）中的指令
 
 

  
 

 




                            

                                                    

                                

  

    

      

        

          我想用MIPS指令集做一些单字节指令操作
        

        
    
          
  • 我想将$S0,5F的第二个单字节指令存储到$S1,AC的第三个单字节指令中。
          
    • 
        

        

          我的逻辑是将寄存器$S0的单字节指令存储到另一个寄存器将其移位到所需的单字节指令。然后我会与0xFF00FFFF注册$S1。最后我只是或两个寄存器。 听起来怎么样这是对的吗？有更好的方法吗
        

        

          任何建议或解决方案，将不胜感激
        

      

    

  

  

    

      

        

          对于版本2和以后，MIPS包括插入位字段指示这需要位从一个寄存器开始于至少显著并将它们放置到指定的范围中的第二寄存器。因此您的单字节指令插入可以执行以下操作：
        

      

    

  



                            

                                                    

                                

  

    
 
 
 jr ra //该语句和后面一条语句在一条流沝线里面跳转指令执行完之后，恢复栈帧的指令也会执行完毕
 

  



                            

                                                

                    

                

            

            


            

                
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