mips指令集设计

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mips指令集设计

要求:指令集功能尽可能完备,指令条数尽可能少。

成员:

思路:仿照mips指令集的编码方法,每条指令采用32位编码方式。由于要使指令条数尽可能少,还要具有可扩充性,保留一定的操作码空间,故使用5位给操作码编码。使用64个64位通用寄存器,故使用6位进行地址码编码。所以三种不同的指令格式为:

R型指令:

0 4 5 10 11 16 17 22 23 31 OPCODE RS1 RS2 RD FUNC

I型指令:

0 4 5 10 11 16 17 31 OPCODE RS1 RS2 IMM/UIMM

J型指令:

0 4 5 31 OPCODE OFFSET

R型指令的操作码均为00000,包含指令有:加法指令、减法指令、无符号加法指令、无符号减法指令、逻辑指令(与、或、或非、抑或)、移动指令。

I型指令的操作码为00001—01000,包含指令有:立即数加指令、无符号立即数加指令、逻辑左移指令、逻辑右移指令、Store指令、Load指令、等于零时分支指令、不相等时分支指令。

J型指令的操作码为01001—01100,包含指令有:逻辑指令

(非)、跳转指令、跳转并链接指令、寄存器跳转指令。

具体指令设计如下:

R型指令:

加法指令:

0 4 5 10 11 16 17 22 23 31 00000 000000 000001 000010 000000000

减法指令:

0 4 5 10 11 16 17 22 23 31 00000 000011 000100 000101 000000001

无符号加法指令:

0 4 5 10 11 16 17 22 23 31 00000 000110 000111 001000 000000010

无符号减法指令:

0 4 5 10 11 16 17 22 23 31 00000 001001 001010 001011 000000011

与:

0 4 5 10 11 16 17 22 23 31 00000 001100 001101 001110 000000100

或:

0 4 5 10 11 16 17 22 23 31 00000 001111 010000 010001 000000101

或非:

0 4 5 10 11 16 17 22 23 31 OPCODE 010010 010011 010100 000000110

抑或:

0 4 5 10 11 16 17 22 23 31 OPCODE 010101 010110 010111 000000111

移动指令:

0 4 5 10 11 16 17 22 23 31

OPCODE 011000 011001 011010 000001000

I型指令:

立即数加指令:

0 4 5 10 11 16 17 31 00001 011011 011100 immediate

无符号立即数加指令:

0 4 5 10 11 16 17 31 00010 011101 011110 immediate(unsign)

逻辑左移指令:

0 4 5 10 11 16 17 31 00011 011111 100000 immediate

逻辑右移指令:

0 4 5 10 11 16 17 31 00100 100001 100010 immediate

Store指令:

0 4 5 10 11 16 17 31 00101 100011 100100 immediate

Load指令:

0 4 5 10 11 16 17 31 00110 100101 100110 immediate

等于零时分支指令:

0 4 5 10 11 16 17 31 00111 100111 101000 immediate

不相等时分支指令:

0 4 5 10 11 16 17 31 01000 101001 101010 immediate

J型指令:

非:

0 4 5 31 01001 OFFSET

跳转指令:

0 4 5 31 01010 OFFSET

跳转并链接指令:

0 4 5 31 01011 OFFSET

寄存器跳转指令:

0 4 5 31 01100 OFFSET

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