INSTRUKSI MIPS. agussalim

Transkripsi

1 INSTRUKSI MIPS agussalim

2 Organisasi Memori MIPS Dapat dipandang sebagai sebuah array single dimensi yang besar, dengan sebuah alamat / address Sebuah address memori adalah index dari array Terdapat 2 32 bytes dengan alamat byte dari 0 sampai 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 2 30 word dengan alamat byte di 0, 4, 8,...,

3 Organisasi Register MIPS Register 1 ($at) disimpan untuk assembler, untuk operating system

4 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,...

5 Review of MIPS Instruction Formats simple instructions all 32 bits wide very structured, no unnecessary baggage only three instruction formats R I J op rs rt rd shamt funct op rs rt 16 bit address op 26 bit address Op: opcode, rs: 1 st register source, rt: 2 nd register source, rd: register destination, shamt: shift amount, funct: function code

6 MIPS Instruction Encoding Examples of some Opcodes: Instruction Format Opcode shamt funct Add R Sub R Shift (by 4) R 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

7 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

8 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

9 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)

10 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: lw $t0, 8($s3) Called offset Called base register or base address register or base address

11 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]

12 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]

13 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)

14 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 : In biner: machine language

15 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):

16 MIPS assembly language MIPS assembly language Category Instruction Example Meaning Comments add 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 = $s Used to add constants load w ord lw $s1, 100($s2) $s1 = Memory[$s ]Word from memory to register store w ord sw $s1, 100($s2) Memory[$s ] = $s1 Word from register to memory Data transfer load byte lb $s1, 100($s2) $s1 = Memory[$s ]Byte from memory to register store byte sb $s1, 100($s2) Memory[$s ] = $s1 Byte from register to memory load upper immediate lui $s1, 100 $s1 = 100 * 2 16 Loads constant in upper 16 bits branch on equal beq $s1, $s2, 25 if ($s1 == $s2) go to PC branch on not equal bne $s1, $s2, 25 if ($s1!= $s2) go to Conditional PC branch set on less than slt $s1, $s2, $s3 if ($s2 < $s3) $s1 = 1; else $s1 = 0 set less than immediate slti $s1, $s2, 100 if ($s2 < 100) $s1 = 1; else $s1 = 0 Equal test; PC-relative branch Not equal test; PC-relative Compare less than; for beq, bne Compare less than constant jump j 2500 go to 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 For procedure call

17 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

18 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 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:

19 MID TEST Kamis, 01 Desember 2010 OPEN BOOK

20 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 b[5]; else b[1] = a 7 + b[5];

21 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; }

22 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;