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| 000000 （op) | Rs | Rt | Rd | shamt | funct |
|---|---|---|---|---|---|
| 6bits | 5bits | 5bits | 5bits | 5bits | 6bits |
注意： 该类型指令操作数和保存结果均通过寄存器进行。
| 操作 | 含义 |
|---|---|
| op | 操作码，所有R型指令都全为0 |
| rs | 寄存器编号，对应第一个源操作数 |
| rt | 寄存器编号，对应第二个源操作数 |
| rd | 寄存器编号，保存结果 |
| shamt | 常数，在移位指令中使用 |
| funct | 功能码，指定指令的具体功能 |
注意: R型指令根据操作的寄存器数可以分为三种不同类型。
| 指令 | [31 : 26] | [25 : 21] | [20 : 16] | [15 : 11] | [10 : 6] | [5 : 0] | 指令功能 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| add | 000000 | rs | rt | rd | 00000 | 100000 | 寄存器加 |
| sub | 000000 | rs | rt | rd | 00000 | 100010 | 寄存器减 |
| and | 000000 | rs | rt | rd | 00000 | 100100 | 寄存器与 |
| or | 000000 | rs | rt | rd | 00000 | 100101 | 寄存器或 |
| xor | 000000 | rs | rt | rd | 00000 | 100110 | 寄存器异或 |
$rd = $rs op $ rt
| 指令 | [31 : 26] | [25 : 21] | [20 : 16] | [15 : 11] | [10 : 6] | [5 : 0] | 指令功能 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| sll | 000000 | 00000 | rt | rd | sa | 100000 | 逻辑左移 |
| srl | 000000 | 00000 | rt | rd | sa | 000010 | 逻辑右移 |
| sll | 000000 | 00000 | rt | rd | sa | 000011 | 算术右移 |
$rd = $rt shift sa
| 指令 | [31 : 26] | [25 : 21] | [20 : 16] | [15 : 11] | [10 : 6] | [5 : 0] | 指令功能 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| jr | 000000 | rs | 00000 | 00000 | 00000 | 001000 | 寄存器跳转 |
jr rs;
PC = rs
| OP | Rs | Rt | imm（立即数） |
|---|---|---|---|
| 6bits | 5bits | 5bits | 16bits |
注意： 操作数中涉及立即数，结果保存到寄存器
| 操作 | 含义 |
|---|---|
| op | 标识指令的操作功能 |
| rs | 第一个源操作数，是寄存器操作数 |
| rt | 目的寄存器编号，用来保存运算结果 |
| imm | 第二个源操作数，立即数 |
注意： I型指令存在4种不同的类型
| 指令 | [31 : 26] | [25 : 21] | [20 : 16] | [15 : 0] | 指令功能 |
|---|---|---|---|---|---|
| addi | 001000 | rs | rt | imm | 寄存器和立即数“加” |
| andi | 001100 | rs | rt | imm | 寄存器和立即数“与” |
| ori | 001101 | rs | rt | imm | 寄存器和立即数“或” |
| xori | 001110 | rs | rt | imm | 寄存器和立即数“异或” |
第一条指令是对立即数进行符号拓展，其他都是0拓展
addi rt, rs, imm;
$rt = $rs op E(imm)
| 指令 | [31 : 26] | [25 : 21] | [20 : 16] | [15 : 0] | 指令功能 |
|---|---|---|---|---|---|
| lw | 100011 | rs | rt | imm | 从存储器种读取数据 |
| sw | 101011 | rs | rt | imm | 把数据保存到存储器 |
MIPS 32中唯一两条访问存储器的指令（RISC）
lw rt, imm(rs) # r t = m e m [ rt = mem[ rt=mem[rs+E(imm)]
sw rt, imm(rs) # m e m [ mem[ mem[rs+E(imm)] = $rt
| 指令 | [31 : 26] | [25 : 21] | [20 : 16] | [15 : 0] | 指令功能 |
|---|---|---|---|---|---|
| lui | 001111 | 00000 | rt | imm | 设置寄存器的高16位 |
lui rt, imm #$rt = imm<<16(空位补0）
| 指令 | [31 : 26] | [25 : 21] | [20 : 16] | [15 : 0] | 指令功能 |
|---|---|---|---|---|---|
| beq | 000100 | rs | rt | imm | 寄存器相等则转移 |
| bne | 000101 | rs | rt | imm | 寄存器不相等则转移 |
beq rs, rt, imm #if( r s = = rs== rs==rt) PC=PC+E(imm)<<2
bne rs, rt, imm #if( r s ! = rs!= rs!=rt) PC=PC+E(imm)<<2
标准的PC相对寻址方式
| OP | 立即数 |
|---|---|
| 6bits | 26bits |
| 指令 | [31 : 26] | [25 : 0] | 指令功能 |
|---|---|---|---|
| j | 000010 | address | 无条件跳转 |
| jal | 001100 | address | 调用与联接 |
j address;
$ PC=($PC+4)H4U(address<<2)
jal address;
$ra = $PC+4(保存返回地址)
$ PC=($PC+4)H4U(address<<2)
（1）关于R型指令
不同功能的R型指令使用的寄存器数量不一定相同，有一个、两个、三个
所有R型指令的操作码OP字段均为000000
R型指令既有算术运算指令，也有逻辑运算指令，它不支持访问主存的指令
（2）关于J造型指令
J型指令支持无条件跳转指令
J性指令只使用伪直接寻址方式
J型指令执行后，PC寄存器的值最后两位一定为00
J型指令需要使用ra寄存器
参考：华中科技大学mooc计算机组成原理
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