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 ($at) disimpan untuk assembler, 26-27 untuk operating system
MIPS ISA The MIPS instruction set architecture serupa dengan arsitektur lain yang dikembangkan sejak 1980-an Hampir 100 juta prosesor MIPS dibuat sejak 2002 Digunakan oleh NEC, Nintendo, Cisco, Silicon Graphics, Sony, ...
Review of MIPS Instruction Formats simple instructions all 32 bits wide very structured, no unnecessary baggage only three instruction formats
R
op
I
op
J
op
rs rs
rt
rd
shamt
funct
rt
16 bit address
26 bit address
Op: opcode, rs: 1st register source, rt: 2nd register source, rd: register destination, shamt: shift amount, funct: function code
MIPS Instruction Encoding Examples of some Opcodes: Instruction
Format
Opcode
shamt
funct
Add Sub
R R
0 0
0 0
32 34
Shift (by 4)
R
0
4
0
Add (imm)
I
8
n.a
n.a
Lw (load word) I Sw (store word) I
35 43
n.a n.a
n.a n.a
Bahasa Mesin MIPS
Bahasa mesin adalah bahasa yang bisa dimengerti oleh mesin Setiap bahasa assembly diterjemahkan ke dalam bahasa mesin yang dapat dimengerti oleh MIPS
Instruksi Aritmetika dari MIPS
Semua instruksi memiliki 3 operands Urutan instruksi adalah tetap (yang pertama adalah tujuan) Operand harus register - register (tidak bisa memori) Salah: add 48($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 add $t1,$s3,$s4 sub $s0,$s0,$t1
# $s0 = g+h # $t1 = i+j # f=(g+h)-(i+j)
Data Transfer Instruction: Memory to Register
Load: memindahkan data dari memory ke register Syntax: 1) operation name 2) register to be loaded 3) constant and register to access memory
MIPS name, lw for load word:
Example:
Called “offset”
lw $t0, 8($s3) Called “base register” or “base address register” or “base address”
Kompilasi operand pada memori Q: 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 g add $s1,$s2,$t0 # $s1= h+A[300]
Contoh:
Misal A adalah array 8 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) add $s1, $s2, $t0
# Temporary reg $t0 gets A[8] # 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, $t0 sw $t0, 48($s3)
Menterjemahkan Assembly MIPS ke Dalam Instruksi Mesin
Contoh: Terdapat instruksi MIPS: add $t0, $s1, $s2 Ubahlah ke dalam kombinasi bilangan desimal kemudian bilangan binernya Jawab: The decimal representation : 0-17-18-8-0-32 In biner: 000000-10001-10010-01000-00000-100000 machine language 00000010001100100100000000100000
Menterjemahkan C ke Dalam Assembly dan 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 MIPS lw $t0, 1200($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 add
MIPS assembly language Example Meaning add $s1, $s2, $s3 $s1 = $s2 + $s3
Three operands; data in registers
subtract
sub $s1, $s2, $s3
$s1 = $s2 - $s3
Three operands; data in registers
addi $s1, $s2, 100 lw $s1, 100($s2) sw $s1, 100($s2) lb $s1, 100($s2) sb $s1, 100($s2) lui $s1, 100
$s1 = $s2 + 100 Used to add constants $s1 = Memory[$s2 + 100]Word from memory to register Memory[$s2 + 100] = $s1 Word from register to memory $s1 = Memory[$s2 + 100]Byte from memory to register Memory[$s2 + 100] = $s1 Byte from register to memory
beq
$s1, $s2, 25
if ($s1 == $s2) go to PC + 4 + 100
Equal test; PC-relative branch
branch on not equal bne
$s1, $s2, 25
if ($s1 != $s2) go to PC + 4 + 100
Not equal test; PC-relative
$s1, $s2, $s3
if ($s2 < $s3) $s1 = 1; else $s1 = 0
Compare less than; for beq, bne
Category
Arithmetic
Instruction
add immediate load w ord store w ord Data transfer load byte store byte load upper immediate branch on equal
Conditional branch
Unconditional jump
set on less than
slt
set less than immediate
slti
jump jump register jump and link
j jr jal
$s1 = 100 * 2
16
$s1, $s2, 100 if ($s2 < 100) $s1 = 1;
Comments
Loads constant in upper 16 bits
Compare less than constant
else $s1 = 0
2500 $ra 2500
go to 10000 Jump to target address go to $ra For sw itch, procedure return $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 kode MIPS?
beq $s3, $s4, L1 # go to L1 if i equals j add $s0, $s1, $s2 #f=g+h L1: sub $s0, $s0, $s3 # f = f – i
Kompilasi pencabangan kondisional ifthen-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 j add $s0, $s1, $s2 # f = g + h (skipped if i ≠ j) j exit # go to Exit j g else: sub $s0, $s1, $s2 # f = g - h Exit:
MID TEST Kamis, 01 Desember 2010 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 mesin if(x >= 3) && (y < 5) k = x – y – 2; else k = x + y + 2;
