MIPS 指令集(共31条）

MIPS 指令集(共31条）

MIPS 指令集(共31条）

助记符

指令格式

示例

示例含义

操作及其解释

Bit #

31..26

25..21

20..16

15..11

10..6

5..0

 

 

 

R-type

op

rs

rt

rd

shamt

func

 

 

 

add

000000

rs

rt

rd

00000

100000

 add $1,$2,$3

 $1=$2+$3

 rd <- rs + rt   ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1

addu

000000

rs

rt

rd

00000

100001

 addu $1,$2,$3

 $1=$2+$3

 rd <- rs + rt   ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1,无符号数

sub

000000

rs

rt

rd

00000

100010

 sub $1,$2,$3

 $1=$2-$3

 rd <- rs - rt   ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1

subu

000000

rs

rt

rd

00000

100011

 subu $1,$2,$3

 $1=$2-$3

 rd <- rs - rt   ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1,无符号数

and

000000

rs

rt

rd

00000

100100

 and $1,$2,$3

 $1=$2 & $3

 rd <- rs & rt   ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1

or

000000

rs

rt

rd

00000

100101

 or $1,$2,$3

 $1=$2 | $3

 rd <- rs | rt   ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1

xor

000000

rs

rt

rd

00000

100110

 xor $1,$2,$3

 $1=$2 ^ $3

 rd <- rs xor rt   ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1(异或）

nor

000000

rs

rt

rd

00000

100111

 nor $1,$2,$3

 $1=~($2 | $3)

 rd <- not(rs | rt)   ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1(或非）

slt

000000

rs

rt

rd

00000

101010

 slt $1,$2,$3

 if($2<$3) 
  $1=1 else
   $1=0

 if (rs < rt) rd=1 else rd=0 ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1

sltu

000000

rs

rt

rd

00000

101011

 sltu $1,$2,$3

 if($2<$3) 
  $1=1 else
   $1=0

 if (rs < rt) rd=1 else rd=0 ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1
  (无符号数）

sll

000000

00000

rt

rd

shamt

000000

 sll $1,$2,10

 $1=$2<<10

 rd <- rt << shamt  ；shamt存放移位的位数，
  也就是指令中的立即数，其中rt=$2, rd=$1

srl

000000

00000

rt

rd

shamt

000010

 srl $1,$2,10

 $1=$2>>10

 rd <- rt >> shamt ；(logical) ，其中rt=$2, rd=$1

sra

000000

00000

rt

rd

shamt

000011

 sra $1,$2,10

 $1=$2>>10

 rd <- rt >> shamt  ；(arithmetic) 注意符号位保留
 其中rt=$2, rd=$1

sllv

000000

rs

rt

rd

00000

000100

 sllv $1,$2,$3

 $1=$2<<$3

 rd <- rt << rs  ；其中rs＝$3，rt=$2, rd=$1

srlv

000000

rs

rt

rd

00000

000110

 srlv $1,$2,$3

 $1=$2>>$3

 rd <- rt >> rs  ；(logical)其中rs＝$3，rt=$2, rd=$1

srav

000000

rs

rt

rd

00000

000111

 srav $1,$2,$3

 $1=$2>>$3

 rd <- rt >> rs  ；(arithmetic) 注意符号位保留
 其中rs＝$3，rt=$2, rd=$1

jr

000000

rs

00000

00000

00000

001000

 jr $31

 goto $31

 PC <- rs

I-type

op

rs

rt

immediate

 

 

 

addi

001000

rs

rt

immediate

 addi $1,$2,100

 $1=$2+100

 rt <- rs + (sign-extend)immediate ；其中rt=$1,rs=$2

addiu

001001

rs

rt

immediate

addiu $1,$2,100

 $1=$2+100

 rt <- rs + (zero-extend)immediate ；其中rt=$1,rs=$2

andi

001100

rs

rt

immediate

 andi $1,$2,10

 $1=$2 & 10

 rt <- rs & (zero-extend)immediate ；其中rt=$1,rs=$2

ori

001101

rs

rt

immediate

 andi $1,$2,10

 $1=$2 | 10

 rt <- rs | (zero-extend)immediate ；其中rt=$1,rs=$2

xori

001110

rs

rt

immediate

 andi $1,$2,10

 $1=$2 ^ 10

 rt <- rs xor (zero-extend)immediate ；其中rt=$1,rs=$2

lui

001111

00000

rt

immediate

 lui $1,100

 $1=100*65536

 rt <- immediate*65536 ；将16位立即数放到目标寄存器高16
         位，目标寄存器的低16位填0

lw

100011

rs

rt

immediate

 lw $1,10($2)

 $1=memory[$2
 +10]

 rt <- memory[rs + (sign-extend)immediate] ；rt=$1,rs=$2

sw

101011

rs

rt

immediate

 sw $1,10($2)

 memory[$2+10]
 =$1

 memory[rs + (sign-extend)immediate] <- rt ；rt=$1,rs=$2

beq

000100

rs

rt

immediate

 beq $1,$2,10

 if($1==$2)  
 goto PC+4+40

 if (rs == rt) PC <- PC+4 + (sign-extend)immediate<<2 

bne

000101

rs

rt

immediate

 bne $1,$2,10

 if($1!=$2) 
 goto PC+4+40

 if (rs != rt) PC <- PC+4 + (sign-extend)immediate<<2 

slti

001010

rs

rt

immediate

 slti $1,$2,10

 if($2<10) 
  $1=1 else
   $1=0

 if (rs <(sign-extend)immediate) rt=1 else rt=0 ；
   其中rs＝$2，rt=$1

sltiu

001011

rs

rt

immediate

 sltiu $1,$2,10

 if($2<10) 
  $1=1 else
   $1=0

 if (rs <(zero-extend)immediate) rt=1 else rt=0 ；
  其中rs＝$2，rt=$1

J-type

op

address

 

 

 

j

000010

address

 j 10000

 goto 10000

 PC <- (PC+4)[31..28],address,0,0   ；address=10000/4

jal

000011

address

 jal 10000

 $31<-PC+4;
 goto 10000

 $31<-PC+4；PC <- (PC+4)[31..28],address,0,0
   ；address=10000/4

注意：因为MIPS16只有16个16位的寄存器，所以JAL指令中$31改成$15, 所有立即数均无需扩展，LUI指令直接就是将立即数付给RT寄存器。

MIPS 指令集(共31条）

MIPS 指令集(共31条）

助记符

指令格式

示例

示例含义

操作及其解释

Bit #

31..26

25..21

20..16

15..11

10..6

5..0

 

 

 

R-type

op

rs

rt

rd

shamt

func

 

 

 

add

000000

rs

rt

rd

00000

100000

 add $1,$2,$3

 $1=$2+$3

 rd <- rs + rt   ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1

addu

000000

rs

rt

rd

00000

100001

 addu $1,$2,$3

 $1=$2+$3

 rd <- rs + rt   ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1,无符号数

sub

000000

rs

rt

rd

00000

100010

 sub $1,$2,$3

 $1=$2-$3

 rd <- rs - rt   ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1

subu

000000

rs

rt

rd

00000

100011

 subu $1,$2,$3

 $1=$2-$3

 rd <- rs - rt   ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1,无符号数

and

000000

rs

rt

rd

00000

100100

 and $1,$2,$3

 $1=$2 & $3

 rd <- rs & rt   ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1

or

000000

rs

rt

rd

00000

100101

 or $1,$2,$3

 $1=$2 | $3

 rd <- rs | rt   ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1

xor

000000

rs

rt

rd

00000

100110

 xor $1,$2,$3

 $1=$2 ^ $3

 rd <- rs xor rt   ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1(异或）

nor

000000

rs

rt

rd

00000

100111

 nor $1,$2,$3

 $1=~($2 | $3)

 rd <- not(rs | rt)   ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1(或非）

slt

000000

rs

rt

rd

00000

101010

 slt $1,$2,$3

 if($2<$3) 
  $1=1 else
   $1=0

 if (rs < rt) rd=1 else rd=0 ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1

sltu

000000

rs

rt

rd

00000

101011

 sltu $1,$2,$3

 if($2<$3) 
  $1=1 else
   $1=0

 if (rs < rt) rd=1 else rd=0 ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1
  (无符号数）

sll

000000

00000

rt

rd

shamt

000000

 sll $1,$2,10

 $1=$2<<10

 rd <- rt << shamt  ；shamt存放移位的位数，
  也就是指令中的立即数，其中rt=$2, rd=$1

srl

000000

00000

rt

rd

shamt

000010

 srl $1,$2,10

 $1=$2>>10

 rd <- rt >> shamt ；(logical) ，其中rt=$2, rd=$1

sra

000000

00000

rt

rd

shamt

000011

 sra $1,$2,10

 $1=$2>>10

 rd <- rt >> shamt  ；(arithmetic) 注意符号位保留
 其中rt=$2, rd=$1

sllv

000000

rs

rt

rd

00000

000100

 sllv $1,$2,$3

 $1=$2<<$3

 rd <- rt << rs  ；其中rs＝$3，rt=$2, rd=$1

srlv

000000

rs

rt

rd

00000

000110

 srlv $1,$2,$3

 $1=$2>>$3

 rd <- rt >> rs  ；(logical)其中rs＝$3，rt=$2, rd=$1

srav

000000

rs

rt

rd

00000

000111

 srav $1,$2,$3

 $1=$2>>$3

 rd <- rt >> rs  ；(arithmetic) 注意符号位保留
 其中rs＝$3，rt=$2, rd=$1

jr

000000

rs

00000

00000

00000

001000

 jr $31

 goto $31

 PC <- rs

I-type

op

rs

rt

immediate

 

 

 

addi

001000

rs

rt

immediate

 addi $1,$2,100

 $1=$2+100

 rt <- rs + (sign-extend)immediate ；其中rt=$1,rs=$2

addiu

001001

rs

rt

immediate

addiu $1,$2,100

 $1=$2+100

 rt <- rs + (zero-extend)immediate ；其中rt=$1,rs=$2

andi

001100

rs

rt

immediate

 andi $1,$2,10

 $1=$2 & 10

 rt <- rs & (zero-extend)immediate ；其中rt=$1,rs=$2

ori

001101

rs

rt

immediate

 andi $1,$2,10

 $1=$2 | 10

 rt <- rs | (zero-extend)immediate ；其中rt=$1,rs=$2

xori

001110

rs

rt

immediate

 andi $1,$2,10

 $1=$2 ^ 10

 rt <- rs xor (zero-extend)immediate ；其中rt=$1,rs=$2

lui

001111

00000

rt

immediate

 lui $1,100

 $1=100*65536

 rt <- immediate*65536 ；将16位立即数放到目标寄存器高16
         位，目标寄存器的低16位填0

lw

100011

rs

rt

immediate

 lw $1,10($2)

 $1=memory[$2
 +10]

 rt <- memory[rs + (sign-extend)immediate] ；rt=$1,rs=$2

sw

101011

rs

rt

immediate

 sw $1,10($2)

 memory[$2+10]
 =$1

 memory[rs + (sign-extend)immediate] <- rt ；rt=$1,rs=$2

beq

000100

rs

rt

immediate

 beq $1,$2,10

 if($1==$2)  
 goto PC+4+40

 if (rs == rt) PC <- PC+4 + (sign-extend)immediate<<2 

bne

000101

rs

rt

immediate

 bne $1,$2,10

 if($1!=$2) 
 goto PC+4+40

 if (rs != rt) PC <- PC+4 + (sign-extend)immediate<<2 

slti

001010

rs

rt

immediate

 slti $1,$2,10

 if($2<10) 
  $1=1 else
   $1=0

 if (rs <(sign-extend)immediate) rt=1 else rt=0 ；
   其中rs＝$2，rt=$1

sltiu

001011

rs

rt

immediate

 sltiu $1,$2,10

 if($2<10) 
  $1=1 else
   $1=0

 if (rs <(zero-extend)immediate) rt=1 else rt=0 ；
  其中rs＝$2，rt=$1

J-type

op

address

 

 

 

j

000010

address

 j 10000

 goto 10000

 PC <- (PC+4)[31..28],address,0,0   ；address=10000/4

jal

000011

address

 jal 10000

 $31<-PC+4;
 goto 10000

 $31<-PC+4；PC <- (PC+4)[31..28],address,0,0
   ；address=10000/4

注意：因为MIPS16只有16个16位的寄存器，所以JAL指令中$31改成$15, 所有立即数均无需扩展，LUI指令直接就是将立即数付给RT寄存器。