[컴퓨터 구조] MIPS instructions

학교에서 들은 컴퓨터 구조 강의 내용을 복습하면서 작성한 글입니다.
April 3, 2024 8:04 PM

 

Instruction Encoding Example

• assembly instructions: addi $t0, $t1, 0x123
• machine code

  0010 00	01 001	0 1000	0000 0001 0010 0011
  opcode (명령어 종류)	reg 9	reg 8	immediate
  addi	$t1	$t0	0x0123

  → 0x21280123
• 명령어들은 machine code라고 불리는 binary로 encoded 된다
• MIPS instructions: 32bit
• Register number
  • $t0 - $t7: 8-15
  • $t8 - $t9: 24-25
  • $s0 - $s7: 16-23

MIPS R-format Instructions: Register

Bit 31

op	rs	rt	rd	shamt	funct
6 bits	5 bits	5bits	5bits	5bits	6bits

 

op 와 funct 을 조합해서 명령해서 명령어 구분!!!

ex) add $t0, $s1, $s2 (rd, rs, rt)

opcode	$s1 (rs)	$s2 (rt)	$t0 (rd)	0	add
0	17	18	8	0	32
000000	10001	10010	01000	00000	100000

000000100011001001000000001000002 = 0x02324020

MIPS I-format Instructions: Immediate

bit 31

op	rs	rt	constant or address
6 bits	5 bits	5 bits	16bits

• rs: lw에서는 source, sw에서는 destination
• rt: lw에서는 destination, sw에서는 source
• constant: $-2^{15}$ to $+2^{15}-1$
• address: offset added to base address in rs

• bit extension
• 레지스터에 대한 offset 차이는 ALU를 통해서 이루어진다. 그런데 ALU는 32bit이므로 32bit끼리의 연산만 가능하다.
  그러나 offset은 immediate 부분에 저장되므로 16bit이다.
  따라서 연산을 위해서는 16bit을 32bit으로 늘려야 한다.

Program Counter

• 현 시점에서 실행되고 있는 명령어의 주소를 저장하는 register
• PC=PC+4 (4씩 증가)