什么是MIPS處理器

　　MIPS是世界上很流行的一種RISC處理器。MIPS的意思是“無內(nèi)部互鎖流水級(jí)的微處理器”（Microprocessor without interlocked piped stages），其機(jī)制是盡量利用軟件辦法避免流水線中的數(shù)據(jù)相關(guān)問題。它最早是在80年代初期由斯坦福（Stanford）大學(xué)Hennessy教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組研制出來的。MIPS公司的R系列就是在此基礎(chǔ)上開發(fā)的RISC工業(yè)產(chǎn)品的微處理器。這些系列產(chǎn)品為很多計(jì)算機(jī)公司采用構(gòu)成各種工作站和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 MIPS是出現(xiàn)最早的商業(yè)RISC架構(gòu)芯片之一，新的架構(gòu)集成了所有原來MIPS指令集，并增加了許多更強(qiáng)大的功能。

　　MIPS技術(shù)公司是一家設(shè)計(jì)制造高性能、高檔次及嵌入式32位和64位處理器的廠商，在RISC處理器方面占有重要地位。1984年，MIPS計(jì)算機(jī)公司成立。1992年，SGI收購了MIPS計(jì)算機(jī)公司。1998年，MIPS脫離SGI，成為MIPS技術(shù)公司。

　　MIPS的尋址方式：

　　1、MIPS硬件只支持一種尋址模式，即：寄存器基地址 + 立即數(shù)偏移量，且offset必須在-32768～32767之間（16位），任何載入和存儲(chǔ)機(jī)器指令都可以寫成：

　　lw $1，offset（$2）

　　可以使用任何寄存器作為目的操作數(shù)或源操作數(shù)。

　　2、但是，MIPS匯編器可以利用合成指令來支持多種尋址方式，這些尋址方式包括：

　　直接尋址（Direct）：由數(shù)據(jù)標(biāo)號(hào)或者外部變量名尋址；

　　直接+索引（Direct+index）：偏移量加上由寄存器指定的標(biāo)號(hào)地址；

　　常數(shù)（Constant）：32位常數(shù)；

　　寄存器間接（Register Indirect）：寄存器+偏移量（其中偏移量為0）。

　　3、另外，MIPS對(duì)數(shù)據(jù)的訪問還有一種稱為“全局指針gp相對(duì)尋址”的技術(shù)。

　　MIPS的指令格式：

　　MIPS只有三種指令格式：

　　1、R（register）類型的指令。該類型指令從寄存器堆（register file）中讀取兩個(gè)源操作數(shù)，計(jì)算結(jié)果寫回寄存器堆。

　　2、I（immediate）類型的指令。該類型指令使用一個(gè)16位的立即數(shù)作為一個(gè)源操作數(shù)。

　　3、J（jump）類型的指令。該類型指令使用一個(gè)26位的立即數(shù)作為跳轉(zhuǎn)的目標(biāo)地址（target address）。

　　MIPS尋址模式總結(jié)

　　多種不同的尋址形式一般統(tǒng)稱為尋址模式（addressing mode），圖2-18給出了每種尋址模式的操作數(shù)如何識(shí)別。MIPS尋址模式如下所示：

　　尋址模式：根據(jù)對(duì)操作數(shù)和/或地址的使用不同加以區(qū)分的多種尋址方式中的一種。1）立即數(shù)尋址（immediate addressing），操作數(shù)是位于指令自身中的常數(shù)。

　　2）寄存器尋址（register addressing），操作數(shù)是寄存器。

　　3）基址尋址（base addressing）或偏移尋址（ displacement addressing），操作數(shù)在內(nèi)存中，其地址是指令中基址寄存器和常數(shù)的和。

　　4）PC相對(duì)尋址（PC-relative addressing），地址是PC和指令中常數(shù)的和。

　　5）偽直接尋址（pseudodirect addressing），跳轉(zhuǎn)地址由指令中26位字段和PC高位相連而成。116硬件/軟件接口　雖然我們把MIPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按32位地址描述，但是幾乎所有的微處理器（包括MIPS）都能進(jìn)行64位地址擴(kuò)展（見附錄E和2.18節(jié)）。這些擴(kuò)展主要是針對(duì)大型程序的需要。指令集的擴(kuò)展使得體系結(jié)構(gòu)發(fā)展的同時(shí)，保持軟件和下一代體系結(jié)構(gòu)的向上兼容性。