mips指令集指的是什么

　　MIPS是高效精简指令集计算机（RISC）体系结构中最优雅的一种；即使连MIPS的竞争对手也这样认为，这可以从MIPS对于后来研制的新型体系结构比如DEC的Alpha和HP的Precision产生的强烈影响看出来。虽然自身的优雅设计并不能保证在充满竞争的市场上长盛不衰，但是MIPS微处理器却经常能在处理器的每个技术发展阶段保持速度最快的同时保持设计的简洁。

      MIPS与MIPS指令集

　　指令集是存储在CPU内部，对CPU运算进行指导和优化的硬程序。拥有这些指令集，CPU就可以更高效地运行。MIPS指令集属于精简指令集，MIPS的所有指令都是32位，指令格式简单，而X86的指令长度不是固定的。简单的指令和格式易于译码和流水线操作，但是代码密度不高，导致二进制文件大。

　　低端的CPU物理面积只有1.5平方毫米（在SOC系统里面肉眼很难找到）。而高端的R10000处理器，第一次投放市场时可能是世界上最快的CPU，它的物理面积几乎有1平方英寸，发热近30瓦特。虽然MIPS看起来没什么优势，但是足够的销售量使其能健康发展：1997年面市的44M的MIPS CPU，绝大多数使用于嵌入式应用领域。

　　MIPS（Million Instructions Per Second）：单字长定点指令平均执行速度 Million Instructions Per Second的缩写，每秒处理的百万级的机器语言指令数。这是衡量CPU速度的一个指标。像是一个Intel80386 电脑可以每秒处理3百万到5百万机器语言指令，即我们可以说80386是3到5MIPS的CPU。MIPS只是衡量CPU性能的指标。

　　MIPS是世界上很流行的一种RISC处理器。MIPS的意思“无内部互锁流水级的微处理器”（Microprocessor without interlocked piped stages），其机制是尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关问题。它最早是在80年代初期由斯坦福（Stanford）大学Hennessy教授领导的研究小组研制出来的。MIPS公司的R系列就是在此基础上开发的RISC工业产品的微处理器。这些系列产品为很多计算机公司采用构成各种工作站和计算机系统。

　　MIPS技术公司是美国著名的芯片设计公司，它采用精简指令系统计算结构（RISC）来设计芯片。和英特尔采用的复杂指令系统计算结构（CISC）相比，RISC具有设计更简单、设计周期更短等优点，并可以应用更多先进的技术，开发更快的下一代处理器。MIPS是出现最早的商业RISC架构芯片之一，新的架构集成了所有原来MIPS指令集，并增加了许多更强大的功能。

　

　　MIPS的指令格式只有3种：

　　1、R（register）类型的指令。该类型指令从寄存器堆（register file）中读取两个源操作数，计算结果写回寄存器堆。

　　2、I（immediate）类型的指令。该类型指令使用一个16位的立即数作为一个源操作数。

　　3、J（jump）类型的指令。该类型指令使用一个26位的立即数作为跳转的目标地址（target address）。

　　MIPS的指令种类有：

　　1、算术运算。

　　2、逻辑运算。

　　3、数据传送。

　　4、条件转移。

　　5、无条件跳转。

　　6、特殊指令。

　　7、例外指令。

　　8、协处理器指令。

　　9、系统控制协处理器指令。

　　MIPS处理器是八十年代中期RISC CPU设计的一大热点。MIPS是卖的最好的RISC CPU，可以从任何地方，如Sony，Nintendo的游戏机，Cisco的路由器和SGI超级计算机，看见MIPS产品在销售。目前随着RISC体系结构遭到x86芯片的竞争，MIPS有可能是起初RISC CPU设计中唯一的一个在本世纪盈利的。和英特尔相比，MIPS的授权费用比较低，也就为除英特尔外的大多数芯片厂商所采用。

　　MIPS的系统结构及设计理念比较先进，其指令系统经过通用处理器指令体系MIPS I、MIPS II、MIPS III、MIPS IV到MIPS V，嵌入式指令体系MIPS16、MIPS32到MIPS64的发展已经十分成熟。在设计理念上MIPS强调软硬件协同提高性能，同时简化硬件设计。

　　中国龙芯2和前代产品采用的都是64位MIPS指令架构，它与大家平常所知道的X86指令架构互不兼容，MIPS指令架构由MIPS公司所创，属于RISC体系。过去，MIPS架构的产品多见于工作站领域，索尼PS2游戏机所用的“Emotion Engine”也采用MIPS指令，这些MIPS处理器的性能都非常强劲，而龙芯2也属于这个阵营，在软件方面与上述产品完全兼容。

　　MIPS常用指令集

　　lb/lh/lw： 从存储器中读取一个byte/half word/word的数据到寄存器中。如lb $1， 0（$2）

　　sb/sh/sw： 把一个byte/half word/word的数据从寄存器存储到存储器中。如 sb $1， 0（$2）

　　add/addu：把两个定点寄存器的内容相加add $1，$2，$3（$1=$2+$3）;u为不带符号加。

　　addi/addiu：把一个寄存器的内容加上一个立即数add $1，$2，#3（$1=$2+3）;u为不带符号加。

　　sub/subu：把两个定点寄存器的内容相减。

　　div/divu：两个定点寄存器的内容相除。

　　mul/mulu：两个定点寄存器的内容相乘。

　　and/andi：与运算，两个寄存器中的内容相与and $1，$2，$3（$1=$2 & $3）;i为立即数。

　　or/ori：或运算。

　　xor/xori：异或运算。

　　beq/beqz/benz/bne：条件转移eq相等，z零，ne不等。

　　j/jr/jal/jalr:j直接跳转；jr使用寄存器跳转；

　　lui：把一个16位的立即数填入到寄存器的高16位，低16位补零。

　　sll/srl：逻辑左移/右移sll $1，$2，#2。

　　slt/slti/sltui：如果$2的值小于$3，那么设置$1的值为1，否则设置$1的值为0。slt $1，$2，$3。

　　mov/movz/movn：复制，n为负，z为零。mov $1，$2; movz $1，$2，$3（$3为零则复制$2到$1）。

　　trap：根据地址向量转入管态。

　　eret：从异常中返回到用户态。

　　32个通用寄存器

　　0（$zero）： 永远返回值为0

　　1（$at）： 用做汇编器的暂时变量

　　2-3（$v0-$v1）： 子函数调用返回结果

　　4-7（$a0-$a3）： 子函数调用的参数

　　8-15（$t0-$t7）： 暂时变量，子函数使用时不需要保存与恢复

　　16-23（$s0-$s7）： 子函数寄存器变量。子函数必须保存和恢复使用过的变量在函数返回之前，从而调用函数知道这些寄存器的值没有变化。

　　24-25（$t8-$t9）： 暂时变量，子函数使用时不需要保存与恢复

　　26-27（$k0-$k1）： 通常被中断或异常处理程序使用作为保存一些系统参数

　　28（$gp）： 全局指针。一些运行系统维护这个指针来更方便的存取“static“和”extern”变量。

　　29（$sp）： 堆栈指针

　　30（$s8/$fp）： 第9个寄存器变量。子函数可以用来做桢指针

　　31（$ra）： 子函数的返回地

　　cp0：协处理器0，MIPS对CPU的控制用cp0完成