Conjunto de instruções mips - introdução

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Conjunto de instruções mips - introdução

  1. 1. Conjunto de Instruções MIPS ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO UNIVERSIDADE SAGRADO CORAÇÃO PROF.ª M.ª ENG.ª ELAINE CECÍLIA GATTO
  2. 2. 1. INTRODUÇÃO  Instruções:  São as palavras da linguagem de máquina  Conjunto de instruções:  É o vocabulário da linguagem de máquina  Todo processador é construído com base nos mesmos princípios fundamentais, mesmas tecnologias de hardware e realiza as mesmas operações básicas.
  3. 3. 1. INTRODUÇÃO  Objetivo no projeto de construção de microprocessadores:  Encontrar um conjunto de instruções que facilite tanto a construção do hardware quanto a do compilador e, ao mesmo tempo, maximize a performance e minimize os custos
  4. 4. 2. OPERAÇÕES EXECUTADAS PELO HARDWARE DA MÁQUINA  AFIRMAÇÃO:  Todo processador deve ser capaz de executar instruções aritméticas  Exemplo: add a, b, c  Essa instrução representa a soma de B com C, armazenando o resultado em A.
  5. 5. 2. OPERAÇÕES EXECUTADAS PELO HARDWARE DA MÁQUINA  MIPS:  Conjunto de instruções  Cada instrução aritmética executa apenas uma operação  Precisa sempre referenciar exatamente três variáveis  Exemplo:  Somar B, C, D, E;  Armazenar o resultado em A
  6. 6. 2. OPERAÇÕES EXECUTADAS PELO HARDWARE DA MÁQUINA  Solução: add a, b, c add a, a, d add a, a, e  Na primeira linha soma-se B com C e o resultado é armazenado em A  Na segunda linha soma-se o resultado que foi armazenado em A com o valor de D  Na terceira linha soma-se o resultado armazenado em A com o valor de E
  7. 7. 2. OPERAÇÕES EXECUTADAS PELO HARDWARE DA MÁQUINA  Para realizar a soma de quatro valores, foi necessário três instruções  Na linguagem de montagem MIPS, usa-se # para fazer comentários e não ponto e vírgula como na linguagem X86 no debug  Em MIPS cada linha da linguagem pode conter apenas uma instrução  ADIÇÃO:  Sempre possuirá três operandos  Dois números a serem somados (origem)  Um local de armazenamento (destino)
  8. 8. 2. OPERAÇÕES EXECUTADAS PELO HARDWARE DA MÁQUINA  PERGUNTA:  Porque três operandos? Porque não dois operandos como no x86? Ou porque não instruções com tamanhos de operandos variados?  RESPOSTA:  Objetivo: manter o hardware tão simples quanto possível  Realizar operações aritméticas com um número variável de operandos é mais complexo  Realizar operações aritméticas com um número fixo de operandos é mais simples  RECORDAR: RISC X CISC
  9. 9. 2. OPERAÇÕES EXECUTADAS PELO HARDWARE DA MÁQUINA  PRINCÍPIOS DE PROJETO 1. A simplicidade é favorecida pela regularidade Categoria Instrução Exemplo Significado Comentário Aritmética Add (soma) Add a, b, c A = b + c Três operandos Subtract (subração Sub a, b, c A = b - c Três operandos TABELA 1: ARQUITETURA DO MIPS
  10. 10. 2.1. COMPILAÇÃO DE DOIS COMANDOS DE ATRIBUIÇÃO EM C PARA LINGUAGEM DE MONTAGEM MIPS  EXEMPLO  Dado o seguinte código em linguagem de alto nível (linguagem C). Traduza-o para linguagem de máquina MIPS. a = b + c; d = a – e;  SOLUÇÃO: add a, b, c sub d, a, e
  11. 11. 2.1. COMPILAÇÃO DE DOIS COMANDOS DE ATRIBUIÇÃO EM C PARA LINGUAGEM DE MONTAGEM MIPS  EXERCÍCIOS  Dado o seguinte código em linguagem de alto nível (linguagem C). Traduza-o para linguagem de máquina MIPS. y = x + w; z = k – l;  SOLUÇÃO: ??????
  12. 12.  EXEMPLO  Dado o seguinte código em linguagem de alto nível (linguagem C). Traduza-o para linguagem de máquina MIPS. f = (g + h) – (i + j);  SOLUÇÃO: add t0, g, h add t1, i, j Sub f, t0, t1 2.2 COMPILAÇÃO DE UMA DECLARAÇÃO C COMPLEXA
  13. 13.  EXPLICANDO:  F = (g + h) – (i + j) é o mesmo que (foi quebrado em duas partes)  F = t0 – t1  t0 = g + h  t1 = i + j  t0 e t1 são variáveis temporárias, normalmente, são espaços livres de algum registrador de uso geral 2.2 COMPILAÇÃO DE UMA DECLARAÇÃO C COMPLEXA
  14. 14.  EXERCÍCIOS  Dado o seguinte código em linguagem de alto nível (linguagem C). Traduza-o para linguagem de máquina MIPS. w = (y - l) + (z - k);  SOLUÇÃO: ???? 2.2 COMPILAÇÃO DE UMA DECLARAÇÃO C COMPLEXA
  15. 15. 3. OPERANDOS DE HARDWARE DE MÁQUINA  Importante:  Operandos de instruções aritméticas não podem ser variáveis  Não há suporte em hardware para esta implementação  Solução:  Uso de REGISTRADORES (conjunto especial de localidades de memória)
  16. 16.  PERGUNTA:  O que são registradores de acordo com os autores?  RESPOSTA: São as primiticas do projeto de hardware que permanecem visíveis ao programador quando o projeto se torna operacional 3. OPERANDOS DE HARDWARE DE MÁQUINA
  17. 17.  Registradores do MIPS  Tamanho da palavra: 32 bits  Quantidade de registradores: 32  PERGUNTA:  Qual a principal diferença entre as vari´veis de uma linguagem de alto nível e os registradores?  RESPOSTA:  É a quantidade limitada destes últimos 3. OPERANDOS DE HARDWARE DE MÁQUINA
  18. 18.  RESTRIÇÃO:  Os três operandos das instruções aritméticas do MIPS precisam ser escolhidos de um dos 32 registradores de 32 bits  PRÍNCIPIOS DE PROJETO  2. Quanto menor, mais rápido  A máquina tornar-se mais lenta com um grande número de registradores no hardware, pois aumenta o ciclo do clock 3. OPERANDOS DE HARDWARE DE MÁQUINA
  19. 19.  QUESTIONE-SE:  31 registradores fazem a máquina funcionar mais rápido que 32?  “menor é mais rápido”:  Até que ponto isso é verdadeiro?  A regra não é absoluta!!! 3. OPERANDOS DE HARDWARE DE MÁQUINA
  20. 20.  Objetivo do projetista:  Manter o clock do hardware tão pequeno quanto possível  Questionar-se:  Preciso que os meus programas tenhm mais registradores disponíveis?  O uso correto dos registradores é fundamental para o bom desempenho da máquina 3. OPERANDOS DE HARDWARE DE MÁQUINA
  21. 21.  COMO REFERENCIAR UM REGISTRADOR NO MIPS:  Usar um $ seguido de dois caracteres  0 a 31 registradores (32 no total)  EXEMPLO (registradores temporários)  $s0, $s1, etc.  $t0, $t1, etc. 3. OPERANDOS DE HARDWARE DE MÁQUINA
  22. 22. 3.1. COMPILAÇÃO DE UM COMANDO DE ATRIBUIÇÃO EM C USANDO REGISTRADORES  EXEMPLO:  Dada a linha de código em linguagem C abaixo, qual o código em linguagem de montagem MIPS? f = ( g + h ) – ( i + j );  RESPOSTA:  O compilador deve fazer a associação das variáveis de um programa com os registradores do hardware!!!!!  F = $s0, G = $s1, H = $s2, I = $s3, J = $s4
  23. 23.  Código em MIPS: add $t0, $s1, $s2 add $t1, $s3, $s4 sub $s0, $t0, $t1  ENTENDERAM??????? 3.1. COMPILAÇÃO DE UM COMANDO DE ATRIBUIÇÃO EM C USANDO REGISTRADORES
  24. 24.  EXERCÍCIOS:  Dada a linha de código em linguagem C abaixo, qual o código em linguagem de montagem MIPS? w = (y - l) + (z - k);  RESPOSTA:  ??? 3.1. COMPILAÇÃO DE UM COMANDO DE ATRIBUIÇÃO EM C USANDO REGISTRADORES
  25. 25.  Como tratar estruturas de dados?  Estruturas de Dados podem conter muito mais elementos do que registradores disponíveis no hardware da máquina  Apenas um pequeno número de dados pode ser mantido pelo processador em seus registradores  A memória do computador, no entanto, pode conter milhões de dados  Concluindo, estruturas de dados são armazenadas na memória e não nos registradores. 3. OPERANDOS DE HARDWARE DE MÁQUINA
  26. 26.  IMPORTANTE:  Operações aritméticas ocorrem somente entre valores armazenados em registradores e refrenciados pelas instruções do MIPS  É necessário que haja instruções de transferência de dados entre a memória e os registradores  Como fazer para acessar uma palavra na memória?  A instrução de transferência de dados deve fornecer o endereço na memória da palavra a ser acessada  Endereço = índice 3. OPERANDOS DE HARDWARE DE MÁQUINA
  27. 27.  LOAD:  É a instrução de transferência de dados que move um dado da memória para um registrador  Formato da instrução LOAD (lw = load word):  Nome da operação + registrador a ser carregado + constante associada a outro registrador (endereçamento da memória)  Cálculo do endereço da memória:  Constante + conteúdo do registrador associado a ela 3. OPERANDOS DE HARDWARE DE MÁQUINA
  28. 28.  IMPORTANTE:  Uma instrução LW faz uma cópia do dado da memória  O dado continua armzenado na memória  Portanto, não é feito uma transferencia definitiva  O primeiro índice do array é zero 3. OPERANDOS DE HARDWARE DE MÁQUINA
  29. 29. 3.2. COMPILAÇÃO DE UMA ATRIBUIÇÃO COM UM OPERANDO NA MEMÓRIA  EXEMPLO:  Traduza o comando de atribuição abaixo, escrito em C, para a linguagem de montagem do MIPS, em que A é um array de 100 palavras. g = h + a[8];  SOLUÇÃO:  G = $s1, H = $s2; $s3 = endereço-base (endereço inicial do array)
  30. 30.  Há uma única operação no trecho de código em C, que é a soma!  Um dos operandos da operação está na memória (no caso, o array)  O operando da memória deve ser transferido (copiado) para um registrador (A[8]) 3.2. COMPILAÇÃO DE UMA ATRIBUIÇÃO COM UM OPERANDO NA MEMÓRIA
  31. 31.  CÁLCULO DO ENDEREÇO:  Onde está, na memória, o elemento do array que preciso transferir?  Endereço na memória = endereço-base + índice  O valor resultante do cálculo também deve ser guardado em um registrador temporário para uso posterior  Portanto: lw = $t0, 8 ( $s3) #O registrador temporário $t0 recebe a[8] 3.2. COMPILAÇÃO DE UMA ATRIBUIÇÃO COM UM OPERANDO NA MEMÓRIA
  32. 32.  Agora, o valor de a[8] já está em um registrador temporário para manipulação ($t0)  O que precisamos fazer agora? Somar o valor de h com o valor que está em a[8]  Portanto: add $s1, $s2, $t0 # g recebe h + a[8] 3.2. COMPILAÇÃO DE UMA ATRIBUIÇÃO COM UM OPERANDO NA MEMÓRIA
  33. 33. g = h + a[8]; É o mesmo que: lw = $t0, 8 ( $s3) add $s1, $s2, $t0 3.2. COMPILAÇÃO DE UMA ATRIBUIÇÃO COM UM OPERANDO NA MEMÓRIA
  34. 34.  EXERCÍCIOS:  Traduza o comando de atribuição abaixo, escrito em C, para a linguagem de montagem do MIPS, em que A é um array de 100 palavras. w = x + y[4];  SOLUÇÃO  ?????? 3.2. COMPILAÇÃO DE UMA ATRIBUIÇÃO COM UM OPERANDO NA MEMÓRIA
  35. 35.  IMPORTANTE:  DESLOCAMENTO:  É a constante que aparece na instrução de transferência de dados  REGISTRADOR-BASE:  É o registrador cujo valor armazenado é somado a esta constante 3.2. COMPILAÇÃO DE UMA ATRIBUIÇÃO COM UM OPERANDO NA MEMÓRIA
  36. 36. 3.A – INTERFACE HARDWARE/SOFTWARE  Compilador MIPS  Associa variáveis a registradores  Aloca em endereços de memória determinadas estruturas de dados como os arrays  Aloca espaço de memória para programas e dados  Coloca o endereço inicial nas instruções de transferência de dados
  37. 37.  RESTRIÇÃO DE ALINHAMENTO:  As palavras precisam sempre começar em endereços que sejam múltiplos de 4  Porque ocorre?  Quase todas as arquiteturas endereçam bytes individuais (8 bits ou bytes)  O endereço de uma palavra deve ser igual ao endereço de um dos bytes componentes da palavra  O endereço de duas palavras sequencias difere sempre de 4 unidades 3.A – INTERFACE HARDWARE/SOFTWARE
  38. 38.  Big endian:  É uma máquina que endereça bytes e usa o byte mais à esquerda para representar o endereço da palavra  Little endian  É uma máquina que endereça bytes e usa o byte mais à direita para representar o endereço da palavra 3.A – INTERFACE HARDWARE/SOFTWARE
  39. 39.  O endereçamento de bytes afeta a indexação dos arrays  O deslocamento a ser adicionado ao conteúdo do registrador-base deve ser 4 x Y, de modo que o elemento do array selecionado pela instrução load seja a[Y] e não a[Y/4] 3.A – INTERFACE HARDWARE/SOFTWARE
  40. 40.  STORE (sw = store word):  Instrução de armazenamento  Transfere um dado de um registrador para a memória  Formato:  Nome da operação + registrador + deslocamento + registrador-base  Endereço do MIPS:  Constante + conteúdo do registrador 3. OPERANDOS DE HARDWARE DE MÁQUINA
  41. 41. 3.3. COMPILAÇÃO USANDO INSTRUÇÕES DE LOAD E STORE  EXEMPLO:  Dado o trecho de código em linguagem C abaixo, qual é o código de montagem em linguagem MIPS? a[12] = h + a[8];  SOLUÇÃO:  Uma única operação (soma)  Dois operandos na memória (a[12] e a[8])
  42. 42. 3.3. COMPILAÇÃO USANDO INSTRUÇÕES DE LOAD E STORE  REFORÇANDO: MIPS endereça byte  SOLUÇÃO COMPLETA: lw $t0, 32($s3) add $to, $s2, St0 Sw $to, 48($s3)  DESLOCAMENTOS:  32 pois 4 * 8  48 pois 4 * 12 Os arrays muitas vezes são acessados com variáveis em vez de constantes!!!! O elemento do array pode mudar durante a execução do programa
  43. 43. 3.3. COMPILAÇÃO USANDO INSTRUÇÕES DE LOAD E STORE  EXEMPLO:  Dado o trecho de código em linguagem C abaixo, qual é o código de montagem em linguagem MIPS? z[16] = y + z[12];  SOLUÇÃO:  ??????
  44. 44. 3.4. COMPILAÇÃO USANDO UMA VARIÁVEL PARA INDEXAR O ARRAY  EXEMPLO:  Dado o trecho de código em linguagem C abaixo, qual o código MIPS correspondente? g = h + a[i];  SOLUÇÃO:  Instrução com uma operação (soma)  Instrução com uma transferência da memória
  45. 45. 3.4. COMPILAÇÃO USANDO UMA VARIÁVEL PARA INDEXAR O ARRAY  1º passo:  Calcular o endereço de a[i], para isto:  Multiplicar o valor do índice i por 4 (i *4)  Fazer a multiplicação (i * 4) usando somas: i + i = 2i 2i + 2i = 4i add $t1, $s4, $s4 #2*i add $t1, $t1, $t1 #4*i Em seguida, obter o endereço de a[i] somando $t1 ao endereço-base de a, armazenado em #s3 add $t1, $t1, $s3 #a[i] = (4*i+$s3)
  46. 46. 3.4. COMPILAÇÃO USANDO UMA VARIÁVEL PARA INDEXAR O ARRAY  2º passo:  Usar o endereço calculado para carregar a[i] em um registrador lw $t0,0($t1) #$t0=a[i]  Agora somar: add $s1, $s2, $t0 #g=h+a[i]
  47. 47. 3.4. COMPILAÇÃO USANDO UMA VARIÁVEL PARA INDEXAR O ARRAY  g = h + a[i];  Código completo: add $t1, $s4, $s4 #2*i add $t1, $t1, $t1 #4*i add $t1, $t1, $s3 #a[i]=(4*i+$s3) lw $t0,0($t1) #$t0=a[i] add $s1, $s2, $t0 #g=h+a[i]
  48. 48. 3.4. COMPILAÇÃO USANDO UMA VARIÁVEL PARA INDEXAR O ARRAY  EXEMPLO:  Dado o trecho de código em linguagem C abaixo, qual o código MIPS correspondente? y = x + w[i];  SOLUÇÃO:  ????
  49. 49. 3.B – INTERFACE HARDWARE/SOTWARE  São mantidas nos registradores apenas as variáveis usadas com mais frequencia  As demais são colocadas na memória  SPILLING  DERRAMAMENTO DE REGISTRADORES:  É o processo de colocar na memória as variáveis menos usadas  Usa-se instruções de load/store para transferência M<-->R
  50. 50. 3.B – INTERFACE HARDWARE/SOTWARE  O acesso à memória é mais lento que o acesso à registradores  Isto porque a quantidade de registradores é menor que os endereços de memória  Portanto, o acesso aos registradores é muito mais rápido que o acesso à memória
  51. 51. 3.B – INTERFACE HARDWARE/SOTWARE  INSTRUÇÃO ARITMÉTICA DO MIPS:  Le dois registradores  Opera dados lidos  Escreve o resultado da operação
  52. 52. 3.B – INTERFACE HARDWARE/SOTWARE  INSTRUÇÃO DE TRANSFERÊNCIA DO MIPS:  Le um operando  Escreve um operando  Não efetua quaisquer operação
  53. 53.  INSTRUÇÃO DE TRANSFERÊNCIA DO MIPS:  Le um operando  Escreve um operando  Não efetua quaisquer operação 3.B – INTERFACE HARDWARE/SOTWARE
  54. 54. Nome Exemplo Comentários 32 registradores $s0, $s1  Posições de acesso rápido para armazenamento de dados.  Os dados devem estar em registradores para que as operações aritméticas possam ser relizadas. 230 palavras de memória Memória[0] Memória[4]  Estas posições só são acessadas por instruções de transferência de dados.  Endereça bytes  Os endereços de palavras consecutivas diferem de 4 unidades. 3. OPERANDOS DE HARDWARE DE MÁQUINA TABELA 2: OPERANDOS DO MIPS
  55. 55. 3. OPERANDOS DE HARDWARE DE MÁQUINA Categoria Instrução Exemplo Significado Comentário Aritmética add add $s1, $s2, $s3 $s1 = $s2 + $s3 Três operandos Dados em registradores subtract sub $s1, $s2, $s3 $s1 = $s2 - $s3 Três operandos Dados em registradores Transferência de dados load word lw $s1, 100($s2) $s1 = Memória[$s2 + 100] Memória  Registrador store word sw $s1, 100($s2) Memória[$s2 + 100] = $s1 Registrador  Memória TABELA 3: Arquitetura do MIPS
  56. 56. 3. OPERANDOS DE HARDWARE DE MÁQUINA  REGISTRADOR-ÍNDICE:  Outro nome para o registrador-base  Objetivo: O registrador nas instruções de transferência de dados foi inventado com o objetivo de guardar o índice de um array, com o deslocamento marcando o endereço inicial de tal array
  57. 57. 4. REPRESENTAÇÃO DE INSTRUÇÕES  Mapeamento dos nomes dos registradores em números:  $s0 à $s7 = 16 a 23  $t0 a $t7 = 8 a 15
  58. 58. 4.1 TRADUÇÃO DE UMA INSTRUÇÃO NA LINGUAGEM DE MONTAGEM DO MIPS PARA UMA INSTRUÇÃO DE MÁQUINA  EXEMPLO:  Dada a instrução MIPS abaixo, converta-a para uma instrução de máquina add $t0, $s1, $s2  SOLUÇÃO: 0 17 18 8 0 32 CAMPO 1 CAMPO 2 CAMPO 3 CAMPO 4 CAMPO 5 CAMPO 6 add $s1 $s2 $t0 0 add
  59. 59. 4.1 TRADUÇÃO DE UMA INSTRUÇÃO NA LINGUAGEM DE MONTAGEM DO MIPS PARA UMA INSTRUÇÃO DE MÁQUINA  Campo 1 e Campo 6:  Informam ao MIPS que esta instrução é uma adição  Campo 2:  Informa o número do registrador do primeiro operando-fonte  Campo 3:  Informa o segundo operando-fonte  Campo 4:  Contém o número do registrador que armazenará o resultado  Campo 5:  Não é utilizado nesta instrução, portanto, seu valor é zero.
  60. 60. 4.1 TRADUÇÃO DE UMA INSTRUÇÃO NA LINGUAGEM DE MONTAGEM DO MIPS PARA UMA INSTRUÇÃO DE MÁQUINA Linguagem de Máquina 0 17 18 8 0 32 Código de Máquina 000000 10001 10010 01000 00000 100000 32 bits 6 bits 5 bits 5 bits 5 bits 5 bits 6 bits instrução add $s1 $s2 $t0 0 add 0 17 18 8 0 32 CAMPO 1 CAMPO 2 CAMPO 3 CAMPO 4 CAMPO 5 CAMPO 6 Tipo de instrução Operando-fonte 1 Operando-fonte 2 Resultado da soma Não utilizado Tipo de instrução add $s1 $s2 $t0 0 add
  61. 61. 4.1 TRADUÇÃO DE UMA INSTRUÇÃO NA LINGUAGEM DE MONTAGEM DO MIPS PARA UMA INSTRUÇÃO DE MÁQUINA op rs rt rd shamt Funct Operação básica – OpCode – Código da Operação Operando fonte (registrador) Operando fonte (registrador) Registrador destino (armazena o resultado da operação) Deslocamento de bits Código de função Função. Variação da operação 6 bits 5 bits 5 bits 5 bits 5 bits 6 bits Problema: manter todas as instruções do mesmo tamanho e de ter um único formato de instrução Princípio de projeto 3: Um bom projeto demanda compromisso! No MIPS toda as instruções tem o mesmo tamanho (em bits), mas permite formatos diferentes!
  62. 62. 4.1 TRADUÇÃO DE UMA INSTRUÇÃO NA LINGUAGEM DE MONTAGEM DO MIPS PARA UMA INSTRUÇÃO DE MÁQUINA  Formato R-TYPE ou formato R-FORMAT, pois a instrução usa registradores (exemplo dos slides anteriores)  Formato I-TYPE ou I-FORMAT usado na representação de instruções de transferência de dados op rs rt Endereço 6 bits 5 bits 5 bits 16 bits Registrador base Registrador destino Uma instrução de load word pode carregar qualquer palavra dentro da faixa entre o endereço constante no registrador base (rs) acrescido ou decrescido de 32.768 bytes (ou 8.192 palavras)
  63. 63. 4.1 TRADUÇÃO DE UMA INSTRUÇÃO NA LINGUAGEM DE MONTAGEM DO MIPS PARA UMA INSTRUÇÃO DE MÁQUINA  Exemplo:  g = h + A[8];  lw $t0, 32($s3) #Registrador temporário recebe a[8]  A distinção entre os formatos de instruções no MIPS se dá pelo valor do primeiro campo op rs rt Endereço lw $s3 $t0 32 35 19 8 32 6 bits 5 bits 5 bits 16 bits
  64. 64. 4.1 TRADUÇÃO DE UMA INSTRUÇÃO NA LINGUAGEM DE MONTAGEM DO MIPS PARA UMA INSTRUÇÃO DE MÁQUINA Instrução Formato op rs rt rd shamt funct Endereço add R 0 Reg Reg Reg 0 32 não existe sub R 0 Reg Reg Reg 0 34 não existe lw I 35 Reg Reg não existe não existe não existe Endereço sw I 43 Reg Reg não existe não existe não existe Endereço REG = é o número de um registrador entre 0 e 31 ENDEREÇO = é um valor de 16 bits ADD e SUB tem o mesmo valor no código da operação. O hardware sabe a diferença pelo campo FUNCT, que não é igual para os dois. 0 é o código para operação aritmética.
  65. 65. 4.1 TRADUÇÃO DE UMA INSTRUÇÃO NA LINGUAGEM DE MONTAGEM DO MIPS PARA UMA INSTRUÇÃO DE MÁQUINA  Exemplo: Dado o código em linguagem de alto nível A[300] = h + A[300], converta-o para código MIPS, faça a representação de linguagem de máquina e de código de máquina. lw $t0, 1200 ($t1) add $t0, $s2, $t0 sw $to, 1200($t1)
  66. 66. 4.1 TRADUÇÃO DE UMA INSTRUÇÃO NA LINGUAGEM DE MONTAGEM DO MIPS PARA UMA INSTRUÇÃO DE MÁQUINA op rs rt rd Shamt/endereço funct lw ($t1) $t0 1200 35 9 8 1200 100011 01001 01000 0000 0100 1011 0000 add $s2 $t0 $t0 0 18 8 8 0 32 000000 10010 01000 01000 00000 100000 sw ($t1) $t0 1200 43 9 8 1200 101011 01001 01000 0000 0100 1011 0000
  67. 67. 4.1 TRADUÇÃO DE UMA INSTRUÇÃO NA LINGUAGEM DE MONTAGEM DO MIPS PARA UMA INSTRUÇÃO DE MÁQUINA Nome Formato Exemplo Comentários add R 0 18 19 17 0 32 add $s1, $s2, $s3 sub R 0 18 19 17 0 34 sub $s1, $s2, $s3 lw I 35 18 17 100 lw $s1, 100($s2) sw I 43 18 17 100 Sw $s1, 100($s2) Tamanho do campo 6 bits 5 bits 5 bits 5 bits 5 bits 6 bits Todas as instruções do MIPS tem 32 bits Formato R R op rs rt rd shamt funct Formato das instruções aritméticas Formato I I op rs rt endereço Formato das instruções de transferência de dados
  68. 68. 4.1 TRADUÇÃO DE UMA INSTRUÇÃO NA LINGUAGEM DE MONTAGEM DO MIPS PARA UMA INSTRUÇÃO DE MÁQUINA  A construção de computadores hoje deve obedecer a dois princípios:  As instruções são representadas em forma de número  Os programas devem ser armazenados na memória antes de serem executados  CONCEITO DE PROGRAMA ARMAZENADO

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