INSTRUKSI MIPS

agussalim

Organisasi Memori MIPS

Dapat dipandang sebagai sebuah array single dimensi yang besar, dengan sebuah alamat / address

Sebuah address memori adalah index dari array

Terdapat 232 bytes dengan alamat byte dari 0 sampai 232-1

“Byte addressing” berarti bahwa indeks menunjuk pada sebuah byte di memori.

Bytes sudah baik, namun banyak item data menggunakan “word” yang lebih besar

Untuk MIPS, sebuah word adalah 32 bit atau 4 byte

Jadi, MIPS mempunyai 230 word dengan alamat byte di 0, 4, 8, ... , 232-4

Organisasi Register MIPS

Register 1 ($at) disimpan untuk assembler, 26-27 untuk operating system

MIPS ISA

The MIPS instruction set architecture serupa dengan

arsitektur lain yang dikembangkan sejak 1980-an

Hampir 100 juta prosesor MIPS dibuat sejak 2002

Digunakan oleh NEC, Nintendo, Cisco, Silicon Graphics, Sony, ...

Review of MIPS Instruction Formats simple instructions all 32 bits wide very structured, no unnecessary

baggage only three instruction formats

op rs rt rd shamt funct

op rs rt 16 bit address

op 26 bit address

R

I

J

Op: opcode, rs: 1st register source, rt: 2nd register target (source2), rd: register destination, shamt: shift amount, funct: function code

MIPS Instruction Encoding

Examples of some Opcodes:Instruction Format Opcode shamt

funct

Add R 0 0 32

Sub R 0 0 34

Shift (by 4) R 0 4 0

Add (imm) I 8 n.a n.a

Lw (load word) I 35 n.a n.a

Sw (store word) I 43 n.a n.a

Bahasa Mesin MIPS

Bahasa mesin adalah bahasa yang bisa dimengerti oleh mesin

Setiap bahasa assembly diterjemahkan ke dalam bahasa mesin yang dapat dimengerti oleh MIPS

Instruksi Aritmetika dari MIPS

Semua instruksi memiliki 3 operands Urutan instruksi adalah tetap (yang pertama adalah tujuan) Operand harus register - register (tidak bisa memori)

Salah: add 48($s3), $s2, 32($s3) Hanya terdapat 32 register, setiap register terdiri dari 32 bit

Kompilasi Menggunakan register Compile by hand using registers:f = (g + h) - (i + j);

Register Allocations: f: $s0, g: $s1, h: $s2, i: $s3, j: $s4 MIPS Instructions: add $s0,$s1,$s2 # $s0 = g+h

add $t1,$s3,$s4 # $t1 = i+j

sub $s0,$s0,$t1 # f=(g+h)-(i+j)

Data Transfer Instruction: Memory to Register

Load: memindahkan data dari memory ke register Syntax:1) operation name2) register to be loaded3) constant and register to access memory

MIPS name, lw for load word: Example: lw $t0, 8($s3)

Called “offset” Called “base register”or “base address register”

or “base address”

Kompilasi operand pada memoriQ: Compile by hand using registers:g = h + A[300]; g:$s1, h:$s2, $s3:starting (base) address of array A Since A[300] is in memory, 1st transfer from memory to

(temporary) register:

lw $t0,300($s3) # Adds 300 to $s3 to select A[300], puts into $t0

lw $t0,1200($s3) # For byte addressable machines 300x4

Next add it to h and place in gadd $s1,$s2,$t0 # $s1= h+A[300]

Contoh:

Misal A adalah array 100 word dan compiler yg memetakan variabel g dan h dengan register $s1 dan $s2. Misal alamat awal, alamat basis, array ada dalam $s3 Terjemahkan program C berikut:g = h + A[8]

Jawaban: lw $t0, 32($s3) # Temporary reg $t0 gets A[8]add $s1, $s2, $t0 # g = h+A[8]

Kompilasi Menggunakan Load dan Store

Misal variabel h diasosiasikan dengan register $s2 dan alamat dasar array A ada dalam $s3. Bagaimanakah kode assembly MIPS untuk program C berikut ? A[12] = h + A[8]Jawab:lw $t0, 32($s3)add $t0, $s2, $t0sw $t0, 48($s3)

Menterjemahkan Assembly MIPS ke Dalam Instruksi Mesin

Contoh: Terdapat instruksi MIPS:add $t0, $s1, $s2Ubahlah ke dalam kombinasi bilangan desimal kemudian bilangan binernyaJawab:The decimal representation : 0-17-18-8-0-32In biner: 000000-10001-10010-01000-00000-100000machine language00000010001100100100000000100000

Menterjemahkan C ke Dalam Assemblydan Bahasa Mesin MIPS

Contoh: Terjemahkan bahasa MIPS ke dalam bahasa mesin. Asumsi $t1 menyimpan basis array A dan $s2 sebagai h, program C:

A[300] = h + A[300]Jawab:Dikompile dalam MIPSlw $t0, 1200($t1) #temp reg $t0 gets A[300]add $t0, $s2, $t0 #temp reg $t0 gets h+A[300]sw $t0, 1200($t1):

MIPS assembly language MIPS assembly language

Category Instruction Example Meaning Commentsadd add $s1, $s2, $s3 $s1 = $s2 + $s3 Three operands; data in registers

Arithmetic subtract sub $s1, $s2, $s3 $s1 = $s2 - $s3 Three operands; data in registers

add immediate addi $s1, $s2, 100 $s1 = $s2 + 100 Used to add constants

load w ord lw $s1, 100($s2) $s1 = Memory[$s2 + 100]Word from memory to register

store w ord sw $s1, 100($s2) Memory[$s2 + 100] = $s1 Word from register to memory

Data transfer load byte lb $s1, 100($s2) $s1 = Memory[$s2 + 100]Byte from memory to register

store byte sb $s1, 100($s2) Memory[$s2 + 100] = $s1 Byte from register to memoryload upper immediate

lui $s1, 100 $s1 = 100 * 216 Loads constant in upper 16 bits

branch on equal beq $s1, $s2, 25 if ($s1 == $s2) go to PC + 4 + 100

Equal test; PC-relative branch

Conditional

branch on not equal bne $s1, $s2, 25 if ($s1 != $s2) go to PC + 4 + 100

Not equal test; PC-relative

branch set on less than slt $s1, $s2, $s3 if ($s2 < $s3) $s1 = 1; else $s1 = 0

Compare less than; for beq, bne

set less than immediate

slti $s1, $s2, 100 if ($s2 < 100) $s1 = 1; else $s1 = 0

Compare less than constant

jump j 2500 go to 10000 Jump to target address

Uncondi- jump register jr $ra go to $ra For sw itch, procedure return

tional jump jump and link jal 2500 $ra = PC + 4; go to 10000 For procedure call

Instruksi untuk membuat keputusan Compile pernyataan IF ke dalam branch

kondisional.

Berikut program C: if (i==j) go to L1; f = g + h;L1 f = f – i;Asumsi 5 buah variabel f-j sama dengan registers $s0-s4 bagaimanakah hasil compile dalam kodeMIPS?beq $s3, $s4, L1 # go to L1 if i equals jadd $s0, $s1, $s2 # f = g + hL1: sub $s0, $s0, $s3 # f = f – i

Kompilasi pencabangan kondisional if-then-else

Menggunakan variabel dan register yang sama seperti contoh sebelumnya, compile statemen berikut:if (i == j) f = g + h ; else f = g – h;

Jawab:bne $s3, $s4, else # go to Else if i ≠ j ,, g jadd $s0, $s1, $s2 # f = g + h (skipped if i ≠ j)j exit # go to Exit j gelse: sub $s0, $s1, $s2 # f = g - hExit:

Kamis, 01 Desember 2010

MID TEST

OPEN BOOK

TUGAS PRASYARAT MID Test

1. Ubahlah penggalan kode C berikut ini menjadi kode MIPS dan bahasa Mesin

temp =m[4]; m[4] = n[4]; n[4] = temp;

2. Ubahlah penggalan kode C berikut ini menjadi kode MIPS dan bahasa mesin

if(a <= 7) b[1] = a + 7 + b[5];else b[1] = a – 7 + b[5];

TUGAS PRASYARAT MID Test

3. Ubahlah penggalan kode C berikut ini menjadi kode MIPS dan bahasa mesin

j = 6;k = 1;while (j < 10){ if(j < 4) i = j + k ; else i = k – j; j = j + 2; k = k + 1;}

TUGAS PRASYARAT MID Test

4. Ubahlah penggalan kode C berikut ini menjadi kode MIPS dan bahasa mesinif(x >= 3) && (y < 5) k = x – y – 2; else k = x + y + 2;