创建新的 MIPS 指令

Question

我在理解一个问题时遇到一些问题。考虑提议的名为 rpt 的新指令。该指令将循环的条件检查和计数器递减合并到一条指令中。例如，rpt $s0,loop将执行以下操作：

if (x29 > 0) {
   x29 = x29 − 1;
   goto loop
}

1. 如果要在MIPS指令集中实现该指令，最合适的指令格式是什么？ 我想 J 格式可以吗？ （即 6 位操作和 26 位地址）由于指令必须跳转到循环，因此您需要一个大字段来容纳地址。但是有一个参数$s0，我很困惑它的用途以及x29。

2. 执行相同操作的 MIPS 指令的最短序列是什么？

有人能给我清楚地解释一下这个 rpt 指令和循环的作用并回答这两个问题吗？我很乐意感激，谢谢。

Answer 1

这是您必须解决的一个问题：

汇编示例使用 $s0，它是寄存器 16。但是操作的描述使用x29，它可以引用堆栈指针寄存器$29，但肯定不是$s0。所以，这两者不匹配，除非你让它们匹配，否则你会遇到麻烦。

相比之下，操作描述中loop的使用似乎与汇编形式中标签loop的使用相匹配。

如果匹配的话会是什么样子：

A：

rpt $s0, loop
---
if ($s0 > 0) {
   $s0 = $s0 − 1;
   goto loop
}

这是匹配的，因为 $s0 和 loop 都是汇编形式和操作描述。

通过这种方式解决，J 类型指令将无法同时对寄存器和指令目标进行编码。

否则B：

rpt loop
---
if (x29 > 0) {
   x29 = x29 − 1;
   goto loop
}

这匹配，因为在操作描述中使用了x29；它只是隐含在汇编语法中——即它被硬编码为29，并且汇编程序员无法指定不同的寄存器。

以这种方式解决，J型指令可能是适用的，因为仅需要对指令目标进行编码。

---

更令人困惑的是，xN 寄存器表示法不是 MIPS 的典型表示法，而是 ARM 和 RISC V 处理器的典型表示法。 MIPS 程序集将使用 $29 表示法。所以，那篇文章似乎断章取义。

我怀疑有人把这个问题从 RISC V（其中 x29，又名 t4，是一个合理使用的寄存器）转换为 MIPS，做得不好/不完整。

建议你把这个问题反馈给你的导师并澄清。