如何在 c++ struct 中表示每个 mips 指令行？答案

【问题标题】：How represent each mips instruction line in c++ struct?如何在 c++ struct 中表示每个 mips 指令行？
【发布时间】：2013-05-22 15:05:51
【问题描述】：

我正在尝试使用 c++ 模拟虚拟 MIPS 架构。在此过程中，我必须将 mips 架构的每一行存储为结构并将其存储到向量中，以便我可以模拟 5 个阶段的管道。我的问题是，如何表示每一行指令，例如：

Loop: ST R1 R2 //store to M[R2] the contents of R1
ADD R1 R2 R3  // R1 R2 and R3 are register
SUB R1 1
BRNZ  R1 Loop //if R1 is not 0 then loop

每一行看起来都不一样，我正在尝试找到一种通用的方式来在 struct 中表示它。

【问题讨论】：

标签： c++ c mips computer-architecture

【解决方案1】：

您应该看看这些指令是如何在硬件中实现的。首先，MIPS 是一个RISC 架构，这需要您的帮助，因为所有指令都具有相同的长度。

那么 MIPS 有 3 种指令类型，总结在这张图片中：

从这里开始，您可以通过使用位压缩指令和联合轻松开发自己的结构：

struct Instruction {
  u8 opcode : 6;
  union {
    struct {
      u8 rs : 5;
      u8 rt : 5;
      u16 imm;
    } i;
    struct {
      u8 rs : 5;
      u8 rt : 5;
      u8 rd : 5;
      u8 shift : 5;
      u8 funct : 6;
    } r;
    struct {
      u32 address : 24;
    } j;
  }
};

通过这种方式，您可以轻松访问任何特定的指令类型

使用说明；

i.i.rs = ..
i.i.rt = ..
i.i.imm = ..

请注意，如果您将操作码与 union 内的 3 个结构分开（而不是复制它），与实际硬件相比，填充将强制整个 struct 更大的大小，但这不应该是你的情况有问题。

【讨论】：

嘿，杰克，非常感谢您的回答。但我仍然对如何包含 LABEL 有一些疑问？（环形：）。我应该包含在相同的结构还是不同的结构中。如果我包含在不同的结构中，我会对如何管理它感到困惑。 @杰克
该标签在 MIPS 中不存在，必须在组装阶段之前解析该标签。您需要先创建一个从标签到指令的映射，然后您将解析标签并将相应的跳转替换为正确的地址。