[CA] Chapter 2-2: MIPS Registers

⚙ Computer Architecture 공부

MIPS Registers

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📚 MIPS CPU는 32개의 레지스터를 가지고 있으며 각각 32bits이다.

• 특징:
  • 32개의 레지스터 (번호: 0-31)
  • 레지스터 번호를 지정하려면 5비트 필요 (2^5 = 32가지 경우의 수)
  • 레지스터 번호는 식별자 역할을 하며, 레지스터가 저장하는 값과는 별개

Instruction Format

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MIPS의 모든 명령어는 32bits(4bytes) 길이이며, 세 가지 주요 형식이 있다

1. R-type: 레지스터 간 연산(덧셈, 뺄셈 등)
2. I-type: constant 사용, 메모리 접근, 분기 명령어
3. J-type: jump 명령어

Opcode

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명령어의 첫 6bits인 opcode는 명령어의 종류를 결정

R-type function code

• R-type의 경우 opcode는 000000으로 동일하며, 마지막 6bits인 function code(funct)가 수행할 연산을 결정함.

✅ 주요 opcode 예시:

• R-type instruction: 000000 (모든 R-type)
• I-type instruction:
  • addi: 001000
  • lw(load word): 100011
  • sw(store word): 101011

주요 예시

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1. add $t0, $t1, $t2
   • opcode = 000000 (R-type)
   • rs = 01001 ($t1 = register 9)
   • rt = 01010 ($t2 = register 10)
   • rd = 01000 ($t0 = register 8)
   • shamt = 00000
   • funct = 100000 (add)

     R-type = op + rs + rt + rd + shamt + funct 
            ↓
     000000 01001 01010 01000 00000 100000 = 32bits
     

2. addi $s1, $s2, 10
   • opcode = 001000 (addi: I-tpye)
   • rs = 10010 ($s2 = register 18)
   • rt = 10001
   • immediate = 0000 0000 0000 1010 (16bits of 10)

     I-type = op + rs + rt + immediate
            ↓
     001000 10010 10001 0000000000001010
     

3. lw t3,16(t4)
   • opcode = 100011 (lw)
   • rs = 01100 ($t4 = register 12)
   • rt = 01011 ($t3 = register 11)
   • immediate = 0000 0000 0001 0000 (16bits of 16)

     I-type = op + rs + rt + immediate
            ↓
     100011 01100 01011 0000000000010000