有关代码中的MIPS指令的问题

Question

我在下面的代码中对几个MIPS指令有疑问
1. addi是一种算术指令，目的是什么？
2.为什么在j和beq之后有单个nop ，但是在addi之后有多个nop ？
谢谢 ！

if(a==b)  x=3; /* simple C code */
else      x=4;
y=5;  

       lw   $1,a       # possible unoptimized assembly language
       lw   $2,b       # no ($0) shown on memory access
       nop             # wait for b to get into register 2
       nop             # wait for b to get into register 2
       beq  $1,$2,lab1
       nop             # branch slot, always executed *********
       addi $1,4       # else part
       nop             # wait for 4 to get into register 1
       nop             # wait for 4 to get into register 1
       sw   $1,x       # x=4;
       j    lab2
       nop             # branch slot, always executed *********    
lab1:  addi $1,3       # true part  
       nop             # wait for 3 to get into register 1
       nop             # wait for 3 to get into register 1
       sw   $1,x       # x=3;  
lab2:  addi $1,5       # after if-else, always execute
       nop             # wait for 5 to get into register 1
       nop             # wait for 5 to get into register 1
       sw   $1,y       # y=5;

Answer 1

addi是“立即添加”，它向寄存器的内容添加立即值（常数，整数）。 其他添加变量是通过寄存器进行寄存器添加。

从mips的角度来看，addi之后的nops和描述完全没有意义。 Mips非常适合用于教育目的，您正在使用或正在教教的特定实现可能需要一段时间才能使addi指令解码并将其结果存储到寄存器文件中，然后将该寄存器用作另一条指令的输入。 通常，mips核心（或与此相关的任何现代流水线处理器）将阻塞下一条指令，或使用其他解决方案来缩短一条指令的结果，该结果是下一条指令的输入。

正如注释所说，将结果存储在寄存器中，不仅是addi，而且还有lw，您还可以看到这些点延迟时间。

至少要考虑基本步骤，即获取，解码，执行和存储结果。 这段代码似乎在留出一些时间来完成这些步骤中的至少一些步骤，即使真正的mips不需要这样做。

在分支之后具有延迟时隙是一件非常令人毛骨悚然的事情（请确保其他人也可以这样做，但这比普通情况少见）。 最简单的方法是在每个分支或跳转之后都按一​​下nop，浪费循环。 最终，您将学会何时可以在分支之前使用其中一条说明，然后将其放在后面，否则，如果找不到，请使用nop。

通常，代码看起来不错。 为了使addi指令起作用，以便该代码代表C代码，addi确实需要使用始终为零的寄存器0。 Addi接受一个寄存器，立即数将它们加在一起，然后将结果放入另一个寄存器中，其中有两个addi寄存器和一个常量...您的代码仅显示一个寄存器。 如果您这样看待代码中addi的所有用法：

addi $1,4 
changes to 
addi $1,$0,4
register $0 is always zero so this instruction really means
$1 = 0 + 4 = 4
$1 = 4

我从形式的角度和机器代码的角度都知道mips指令，也许addi $ 1,4是代表更正式的addi $ 1，$ 0,4的快捷方式。 汇编代码，然后检查该指令的机器代码，您可能会看到两个寄存器$ 1和$ 0的立即数为4。

Mips没有mov指令，您可以在其中一口气移动整个大小的寄存器。 lui指令用于将位放在寄存器的上半部分，将零放在下半部分。 Lui后跟addi或ori可以用作团队来加载即时消息。 或者，如果高位为零，则寄存器0（$ 0）的addi或ori可用于在一条指令中设置低位。 为了使该asm表示C代码，必须是后者。

Answer 2

我不知道我在下面猜测的MIP汇编器（在阅读了Wiki文章MIPS Architecture之后 ）

1. 作者知道a = 0，因此$ 1 = 0，因此addi $ 1，4将$ 1 = 4设置为sw变为x。
2. NOP没有意义-除非作者知道指令是并行的，并因此插入时钟周期等待以确保之前的指令完成。

代码是否有更多上下文（即x和a，b等的设置）

Answer 3

在普通的MIPS汇编器中， addi $1,4是addi $1,$1,4简写，即将$ 4加到$ 1。 将常量加载到寄存器中的通常速记为li $1,4 ，汇编程序通常将其转换为ori $1,$0,4 。 （寄存器$ 0始终为零。）

讲师的示例似乎不正确，除非已知a始终为零。 在这种情况下，有更好的方法来实现此代码。