变量的声明与定义

使用的是伪指令，这些伪指令主要用途是标识数据段和代码段的位置，并为声明的数据分配空间。 

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.data
fibs: .space   48           # "array" of 12 words to contain fib values
size: .word  12             # size of "array"
space:.asciiz  " "          # space to insert between numbers
head: .asciiz  "The Fibonacci numbers are:\n"
.text

Help文档MIPS->Directives一栏，对所有的伪指令都做了简要的介绍

1） .data

格式：.data [address]

  • 定义程序的数据段，初始地址为address，若无address参数，初始地址为设置的默认地址。
  • 需要用伪指令声明的程序变量需要紧跟着该指令。比如该程序中的fibs, size, space, head这四个变量。

2） .text

格式：.text [address]

  • 定义程序的代码段，初始地址为address，若无address参数，初始地址为设置的默认地址。
  • 该指令后面就是程序代码。
  • 在MARS中如果前面没有使用.data伪指令，可以不使用.text直接编写程序代码，代码将放置在前面设置的代码段默认地址中，但如果前面使用了.data伪指令，务必在代码段开始前使用.text进行标注。

3） .space

格式：[name]: .space [n]

说明：

  • 申请n个字节未初始化的内存空间，类似于其他语言中的数组声明。
  • 这段数据的初始地址保存在标签name中。
  • name的地址是由.data段的初始地址加上前面所申请的数据大小计算得出的。由于前面申请的空间大小不定，有可能会出现后来申请的空间没有字对齐的情况，从而在使用sw,lw一类指令时出现错误，所以在申请空间时尽可能让n为4的倍数，防止在数据存取过程中出现问题。
  • 在本例中，事先申请了48个字节也就是12个字的内存空间，用来保存我们之后计算出来的12个Fibonacci数，地址标签为fibs。

4） .word

格式：[name]: .word [data1],[data2] ….

  • 在内存数据段中以字为单位连续存储数据data1,data2,… (也就是将datax写入对应的1个字的空间，注意.word和.space的区别)
  • 这段数据的初始地址保存在标签name中。计算方式与上面相同。
  • 在本例中，把需要计算的Fibonacci数的个数保存在了内存数据段，地址标签为size。

3） .asciiz

格式：[name]: . asciiz “[content]”

  • 以字节为单位存储字符串，末尾以NULL结尾。
    这个字符串在内存数据区的初始地址保存在标签name中。
    注意.asciiz与.ascii这两条伪指令的区别。.ascii，字符串的末尾没有结束符’\0’
  • .asciiz由于是按字节存储，可能会导致之后分配的空间首地址无法字对齐的情况发生
  • 本例中，声明了两个字符串，一个是输出时需要用到的空格符，一个是输出语句，地址标签分别为space和head。

宏

可实现代码的复用。宏分为两种，不带参数的宏和带参数的宏。

无参数

不带参数的宏，定义的方式如下：

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.macro macro_name
# 代码段
.end_macro

例如：

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.macro done
li	$v0,10
syscall
.end_macro

此时，在需要程序停止运行的地方，使用done语句，就可以让程序在那里退出。汇编器会把所有的macro_name语句替换成代码段；

带参数

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.macro	getindex(%ans,%i,%j)
	sll	%ans,%i,3
	add	%ans,%ans,%j
	sll	%ans,%ans,2
.end_macro

%i代表行数，%j代表列数，%ans就是计算出来的结果((%i*8+%j)*4)。使用getindex($t2,$t0,$t1)来调用这个宏，汇编器会用这段代码替换它，同时%ans被替换成$t2，%i被替换成$t0，%j被替换成$t1

.eqv

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.eqv EQV_NAME string

汇编器会把所有EQV_NAME的地方替换成string，这可以用来定义一些常量。

分配寄存器

循环运算

系统调用

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1. 字符串输出

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la $a0,addr
li $v0,4
syscall
  • 首先把要输出的字符串在内存中的首地址赋给$a0寄存器，然后汇编器就会根据$a0中的地址将字符串输出。
  • 在内存中存储的字符串是以NULL(‘\0’)作为结束符，输出时遇到这个结束符就会停止。

2. 整数输出

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li $v0,1
syscall
  • 这个系统调用的功能就是把$a0寄存器中的数据以整数的形式输出。

3. 结束程序

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li $v0,10
syscall

注意
$v0 = 8时

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$a0 = address of input buffer $a1 = maximum number of characters to read

则最多读取字符是$a1-1

条件语句

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1  .text
2  li $t1, 100               #t1=100
3  li $t2, 200               #t2=200
4  slt $t3, $t1, $t2         #if(t1<t2) t3=1 
5  beq $t3, $0, if_1_else    
7  nop
8  #do something
9  j if_1_end                #jump to end
10 nop
11 if_1_else:
12 #do something else
13 if_1_end:
14 li $v0, 10
15 syscall

第5行判断是否跳转决定了到底是执行do something还是执行do something else。如果判断条件($t1<$t2)为真，即$t3==1，则不会跳转，继续执行do something，否则$t3==0，会跳转到if_1_else继续执行do something else

循环语句

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1  .text
2  li $t1, 100            #n = 100
3  li $t2, 0              #i
4  for_begin1:            #for(int i=0;i<n;i++)
5  slt $t3, $t2, $t1      #{
6  beq $t3, $0, for_end1   
7  nop               
8  #do something
9  addi $t2, $t2, 1       #i++
10 j for_begin1
11 nop                    #}
12 for_end1:
13 li $v0, 10
14 syscall

对任何一个跳传指令后面，要加上一个空转指令(NOP)。从而使得CPU的PIPELINE不会错误的执行一个预取(PRE_FETCH)得指令。当然这个NOP可以替换为别的,放一个NOP是最简单和安全的