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diff --git a/zh-cn/mips-cn.html.markdown b/zh-cn/mips-cn.html.markdown new file mode 100644 index 00000000..83888338 --- /dev/null +++ b/zh-cn/mips-cn.html.markdown @@ -0,0 +1,334 @@ +--- +language: "MIPS Assembly" +filename: MIPS-cn.asm +contributors: + - ["Stanley Lim", "https://github.com/Spiderpig86"] +translators: + - ["Liu Yihua", "https://github.com/yihuajack"] +lang: zh-cn +--- + +MIPS（Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages）汇编语言是为了配合约翰·雷洛伊·亨尼西于1981年设计的 MIPS 微处理器范式而设计的，这些 RISC 处理器用于嵌入式系统，例如网关和路由器。 + +[阅读更多](https://en.wikipedia.org/wiki/MIPS_architecture) + +```asm +# 注释用一个 '#' 表示 + +# 一行中 '#' 之后的所有文本都会被汇编器的词法分析器忽略 + +# 程序通常包含 .data 和 .text 部分 + +.data # 数据存储在内存中（在RAM中分配） + # 类似于高级语言中的变量 + + # 声明遵循（ 标签: .类型 值 ）的声明形式 + hello_world: .asciiz "Hello World\n" # 声明一个 null 结束的字符串 + num1: .word 42 # 整数被视为字 + # （32位值） + + arr1: .word 1, 2, 3, 4, 5 # 字数组 + arr2: .byte 'a', 'b' # 字符数组（每个1字节） + buffer: .space 60 # 在 RAM 中分配空间 + # （不清除为0） + + # 数据类型的大小 + _byte: .byte 'a' # 1字节 + _halfword: .half 53 # 2字节 + _word: .word 3 # 4字节 + _float: .float 3.14 # 4字节 + _double: .double 7.0 # 8字节 + + .align 2 # 数据的内存对齐 + # 其中数字（应是2的幂）表示几字节对齐 + # .align 2 表示字对齐（因为 2^2 = 4 字节） + +.text # 这部分包括指令和程序逻辑 +.globl _main # 声明一个全局指令标签 + # 其他文件都可以访问 + + _main: # MIPS 程序按顺序执行指令 + # 这条标签下的代码将首先执行 + + # 打印 "hello world" + la $a0, hello_world # 加载存储在内存中的字符串地址 + li $v0, 4 # 加载 syscall 的值 + # （数字代表要执行哪个 syscall） + syscall # 使用给定的参数（$a0）执行指定的 syscall + + # 寄存器（用于在程序执行期间保存数据） + # $t0 - $t9 # 临时寄存器，用于过程内部的中间计算 + # （过程调用时不保存） + + # $s0 - $s7 # 保留寄存器（被保留的寄存器，过程调用时保存） + # 通常保存在栈中 + + # $a0 - $a3 # 参数寄存器，用于传递过程的参数 + # $v0 - $v1 # 返回寄存器，用于向调用过程返回值 + + # 存取指令 + la $t0, label # 将内存中由 label 指定的值的地址复制到寄存器 $t0 中 + lw $t0, label # 从内存中复制一个字 + lw $t1, 4($s0) # 从寄存器中存储的地址复制一个字 + # 偏移量为4字节（地址 + 4） + lb $t2, label # 把一个字节复制到寄存器 $t2 的低阶部分 + lb $t2, 0($s0) # 从 $s0 的源地址复制一个字节 + # 偏移量为0 + # 同理也适用于 'lh' （取半字） + + sw $t0, label # 将字存储到由 label 映射的内存地址中 + sw $t0, 8($s0) # 将字存储到 $s0 指定的地址中 + # 偏移量为8字节 + # 同理也适用于 'sb' （存字）和 'sh' （存半字）。'sa'不存在 + +### 数学 ### + _math: + # 记住要将值加载到寄存器中 + lw $t0, num # 从数据部分 + li $t0, 5 # 或者从一个立即数（常数） + li $t1, 6 + add $t2, $t0, $t1 # $t2 = $t0 + $t1 + sub $t2, $t0, $t1 # $t2 = $t0 - $t1 + mul $t2, $t0, $t1 # $t2 = $t0 * $t1 + div $t2, $t0, $t1 # $t2 = $t0 / $t1 + # （MARS 的某些版本可能不支持） + div $t0, $t1 # 执行 $t0 / $t1。 + # 用 'mflo' 得商，用 'mfhi' 得余数 + + # 移位 + sll $t0, $t0, 2 # 按位左移立即数（常数值）2 + sllv $t0, $t1, $t2 # 根据一个寄存器中的变量值左移相应位 + srl $t0, $t0, 5 # 按位右移 + # （不保留符号，用0符号扩展） + srlv $t0, $t1, $t2 # 根据一个寄存器中的变量值右移相应位 + sra $t0, $t0, 7 # 按算术位右移（保留符号） + srav $t0, $t1, $t2 # 根据一个寄存器中的变量值右移相应算数位 + + # 按位运算符 + and $t0, $t1, $t2 # 按位与 + andi $t0, $t1, 0xFFF # 用立即数按位与 + or $t0, $t1, $t2 # 按位或 + ori $t0, $t1, 0xFFF # 用立即数按位或 + xor $t0, $t1, $t2 # 按位异或 + xori $t0, $t1, 0xFFF # 用立即数按位异或 + nor $t0, $t1, $t2 # 按位或非 + +## 分支 ## + _branching: + # 分支指令的基本格式通常遵循 <指令> <寄存器1> <寄存器2> <标签> + # 如果给定的条件求值为真，则跳转到标签 + # 有时向后编写条件逻辑更容易，如下面的简单的 if 语句示例所示 + + beq $t0, $t1, reg_eq # 如果 $t0 == $t1，则跳转到 reg_eq + # 否则执行下一行 + bne $t0, $t1, reg_neq # 当 $t0 != $t1 时跳转 + b branch_target # 非条件分支，总会执行 + beqz $t0, req_eq_zero # 当 $t0 == 0 时跳转 + bnez $t0, req_neq_zero # 当 $t0 != 0 时跳转 + bgt $t0, $t1, t0_gt_t1 # 当 $t0 > $t1 时跳转 + bge $t0, $t1, t0_gte_t1 # 当 $t0 >= $t1 时跳转 + bgtz $t0, t0_gt0 # 当 $t0 > 0 时跳转 + blt $t0, $t1, t0_gt_t1 # 当 $t0 < $t1 时跳转 + ble $t0, $t1, t0_gte_t1 # 当 $t0 <= $t1 时跳转 + bltz $t0, t0_lt0 # 当 $t0 < 0 时跳转 + slt $s0, $t0, $t1 # 当 $t0 < $t1 时结果为 $s0 （1为真） + + # 简单的 if 语句 + # if (i == j) + # f = g + h; + # f = f - i; + + # 让 $s0 = f, $s1 = g, $s2 = h, $s3 = i, $s4 = j + bne $s3, $s4, L1 # if (i !=j) + add $s0, $s1, $s2 # f = g + h + + L1: + sub $s0, $s0, $s3 # f = f - i + + # 下面是一个求3个数的最大值的例子 + # 从 Java 到 MIPS 逻辑的直接翻译： + # if (a > b) + # if (a > c) + # max = a; + # else + # max = c; + # else + # max = b; + # else + # max = c; + + # 让 $s0 = a, $s1 = b, $s2 = c, $v0 = 返回寄存器 + ble $s0, $s1, a_LTE_b # 如果 (a <= b) 跳转到 (a_LTE_b) + ble $s0, $s2, max_C # 如果 (a > b && a <= c) 跳转到 (max_C) + move $v0, $s1 # 否则 [a > b && a > c] max = a + j done # 跳转到程序结束 + + a_LTE_b: # 当 a <= b 时的标签 + ble $s1, $s2, max_C # 如果 (a <= b && b <= c) 跳转到 (max_C) + move $v0, $s1 # 如果 (a <= b && b > c) max = b + j done # 跳转到 done + + max_C: + move $v0, $s2 # max = c + + done: # 程序结束 + +## 循环 ## + _loops: + # 循环的基本结构是一个退出条件和一个继续执行的跳转指令 + li $t0, 0 + while: + bgt $t0, 10, end_while # 当 $t0 小于 10，不停迭代 + addi $t0, $t0, 1 # 累加值 + j while # 跳转回循环开始 + end_while: + + # 二维矩阵遍历 + # 假设 $a0 存储整数 3 × 3 矩阵的地址 + li $t0, 0 # 计数器 i + li $t1, 0 # 计数器 j + matrix_row: + bgt $t0, 3, matrix_row_end + + matrix_col: + bgt $t1, 3, matrix_col_end + + # 执行一些东西 + + addi $t1, $t1, 1 # 累加列计数器 + matrix_col_end: + + # 执行一些东西 + + addi $t0, $t0, 1 + matrix_row_end: + +## 函数 ## + _functions: + # 函数是可调用的过程，可以接受参数并返回所有用标签表示的值，如前所示 + + main: # 程序以 main 函数开始 + jal return_1 # jal 会把当前程序计数器（PC）存储在 $ra + # 并跳转到 return_1 + + # 如果我们想传入参数呢？ + # 首先，我们必须将形参传递给参数寄存器 + li $a0, 1 + li $a1, 2 + jal sum # 现在我们可以调用函数了 + + # 递归怎么样？ + # 这需要更多的工作 + # 由于 jal 会自动覆盖每次调用，我们需要确保在 $ra 中保存并恢复之前的程序计数器 + li $a0, 3 + jal fact + + li $v0, 10 + syscall + + # 这个函数返回1 + return_1: + li $v0, 1 # 将值取到返回寄存器 $v0 中 + jr $ra # 跳转回原先的程序计数器继续执行 + + + # 有2个参数的函数 + sum: + add $v0, $a0, $a1 + jr $ra # 返回 + + # 求阶乘的递归函数 + fact: + addi $sp, $sp, -8 # 在栈中分配空间 + sw $s0, ($sp) # 存储保存当前数字的寄存器 + sw $ra, 4($sp) # 存储先前的程序计数器 + + li $v0, 1 # 初始化返回值 + beq $a0, 0, fact_done # 如果参数为0则完成 + + # 否则继续递归 + move $s0, $a0 # 复制 $a0 到 $s0 + sub $a0, $a0, 1 + jal fact + + mul $v0, $s0, $v0 # 做乘法 + + fact_done: + lw $s0, ($sp) + lw $ra, ($sp) # 恢复程序计数器 + addi $sp, $sp, 8 + + jr $ra + +## 宏 ## + _macros: + # 宏可以实现用单个标签替换重复的代码块，这可以增强程序的可读性 + # 它们绝不是函数的替代品 + # 它们必须在使用之前声明 + + # 用于打印换行符的宏（这可以被多次重用） + .macro println() + la $a0, newline # 存储在这里的新行字符串 + li $v0, 4 + syscall + .end_macro + + println() # 汇编器会在运行前复制此代码块 + + # 参数可以通过宏传入。 + # 它们由 '%' 符号表示，可以选择起任意名字 + .macro print_int(%num) + li $v0, 1 + lw $a0, %num + syscall + .end_macro + + li $t0, 1 + print_int($t0) + + # 我们也可以给宏传递立即数 + .macro immediates(%a, %b) + add $t0, %a, %b + .end_macro + + immediates(3, 5) + + # 以及标签 + .macro print(%string) + la $a0, %string + li $v0, 4 + syscall + .end_macro + + print(hello_world) + +## 数组 ## +.data + list: .word 3, 0, 1, 2, 6 # 这是一个字数组 + char_arr: .asciiz "hello" # 这是一个字符数组 + buffer: .space 128 # 在内存中分配块，不会自动清除 + # 这些内存块彼此对齐 + +.text + la $s0, list # 取 list 的地址 + li $t0, 0 # 计数器 + li $t1, 5 # list 的长度 + + loop: + bgt $t0, $t1, end_loop + + lw $a0, ($s0) + li $v0, 1 + syscall # 打印数字 + + addi $s0, $s0, 4 # 字的大小为4字节 + addi $t0, $t0, 1 # 累加 + j loop + end_loop: + +## INCLUDE ## +# 使用 include 语句可以将外部文件导入到程序中 +# （它只是将文件中的代码放入 include 语句的位置） +.include "somefile.asm" + +``` |