MikeAssembler リファレンス - MIPS

アーキテクチャ名

mieru

概要

アーキテクチャ名の由来は MieruEMB Project で使われていることから。

一般的な製品では、PIC32MXシリーズのマイコンなどで使用されている。

レジスタ

以下の32個の32ビットレジスタ (汎用レジスタ) が計算用に使用できる。
MikeAssemblerでは、名前・番号のいずれでも指定できる。 (頭に$が必要である)

名前	番号	用途	要保存
`$zero`	`$0`	ゼロ固定	-
`$at`	`$1`	アセンブラ用に予約	No
`$v0`, `$v1`	`$2`, `$3`	関数の戻り値・式の評価結果	No
`$a0`～`$a3`	`$4`～`$7`	関数の引数	No
`$t0`～`$t7`	`$8`～`$15`	一時データ	No
`$s0`～`$s7`	`$16`～`$23`	保存される一時データ	Yes
`$t8`, `$t9`	`$24`, `$25`	一時データ	No
`$k0`, `$k1`	`$26`, `$27`	OSカーネル用に予約	No
`$gp`	`$28`	グローバルポインタ	Yes
`$sp`	`$29`	スタックポインタ	Yes
`$fp`	`$30`	フレームポインタ	Yes
`$ra`	`$31`	リターンアドレス	(Yes)

※要保存：関数の処理で値を変えた後、関数から戻る時には呼び出された時の値に戻さないといけない。

さらに、以下の32ビットレジスタが存在する。

Hi, Lo : 乗算や除算の結果を格納する。
PC : 実行する命令の位置を格納する。

`$at`レジスタの使用可否設定

$atレジスタは疑似命令の処理で使用され、使い方を誤るとデータの破損に繋がる可能性がある。
MikeAssemblerでは、at_usage ディレクティブを用いて$atレジスタ (番号指定の $1 を含む) の使用可否を設定できる。

ディレクティブ	設定
`at_usage allow`	`$at`レジスタの明示的な使用を許可 (警告なし)
`at_usage warn`	`$at`レジスタの明示的な使用を許可 (警告あり)
`at_usage error`	`$at`レジスタの明示的な使用を禁止 (エラー)

at_usage は何度でも使用可能であり、書いた位置以降に設定が反映される。
デフォルトは warn (警告ありで許可) である。
大文字・小文字は区別しない。

命令セット

MikeAssemblerでは、以下の命令をサポートしている。
命令およびレジスタ名の大文字・小文字は区別しない。

$rs, $rt, $rd : 汎用レジスタ
imms : 符号付き16ビット整数
immz : 符号なし16ビット整数
imm16 : 16ビット整数 (符号付き・符号なしどちらも可)
imm32 : 32ビット整数 (符号付き・符号なしどちらも可)
shamt : 符号なし5ビット整数
addr : 飛び先のアドレス (符号なし32ビット整数)
c0reg : 符号なし5ビット整数 ($をつけてもよい)
sel : 符号なし3ビット整数
code10 : 例外ハンドラに渡す情報 (符号なし10ビット整数)
code20 : 例外ハンドラに渡す情報 (符号なし20ビット整数)

命令	動作	形式	opcode	その他
レジスタ演算命令 (乗除算以外)
`add $rd, $rs, $rt`	`$rd = $rs + $rt` オーバーフロー時は例外を発生させる。	R	0x00	shamt = 0x00, funct = 0x20
`addu $rd, $rs, $rt`	`$rd = $rs + $rt`	R	0x00	shamt = 0x00, funct = 0x21
`sub $rd, $rs, $rt`	`$rd = $rs - $rt` オーバーフロー時は例外を発生させる。	R	0x00	shamt = 0x00, funct = 0x22
`subu $rd, $rs, $rt`	`$rd = $rs - $rt`	R	0x00	shamt = 0x00, funct = 0x23
`and $rd, $rs, $rt`	`$rd = $rs & $rt`	R	0x00	shamt = 0x00, funct = 0x24
`or $rd, $rs, $rt`	`$rd = $rs \| $rt`	R	0x00	shamt = 0x00, funct = 0x25
`xor $rd, $rs, $rt`	`$rd = $rs ^ $rt`	R	0x00	shamt = 0x00, funct = 0x26
`nor $rd, $rs, $rt`	`$rd = ~($rs \| $rt)`	R	0x00	shamt = 0x00, funct = 0x27
`sllv $rd, $rt, $rs`	`$rd = $rt << ($rs & 0x1f)`	R	0x00	shamt = 0x00, funct = 0x04
`srlv $rd, $rt, $rs`	`$rd = $rt >>> ($rs & 0x1f)` (論理シフト)	R	0x00	shamt = 0x00, funct = 0x06
`srav $rd, $rt, $rs`	`$rd = $rt >> ($rs & 0x1f)` (算術シフト)	R	0x00	shamt = 0x00, funct = 0x07
`slt $rd, $rs, $rt`	`$rd = $rs < $rt` (符号付き整数として比較) 真なら1、偽なら0を格納する。	R	0x00	shamt = 0x00, funct = 0x2a
`sltu $rd, $rs, $rt`	`$rd = $rs < $rt` (符号なし整数として比較) 真なら1、偽なら0を格納する。	R	0x00	shamt = 0x00, funct = 0x2b
乗除算命令
命令	動作	形式	opcode	その他
`mult $rd, $rs, $rt`	`Hi:Lo = $rs * $rt` (符号付き整数として乗算) `$rd = Lo`	R	0x00	shamt = 0x00, funct = 0x18
`mult $rs, $rt`	`Hi:Lo = $rs * $rt` (符号付き整数として乗算)	R	0x00	rd = 0x00, shamt = 0x00, funct = 0x18
`multu $rd, $rs, $rt`	`Hi:Lo = $rs * $rt` (符号なし整数として乗算) `$rd = Lo`	R	0x00	shamt = 0x00, funct = 0x19
`multu $rs, $rt`	`Hi:Lo = $rs * $rt` (符号なし整数として乗算)	R	0x00	rd = 0x00, shamt = 0x00, funct = 0x19
`div $rs, $rt`	`Lo = $rs / $rt Hi = $rs % $rt` (符号付き整数として除算)	R	0x00	rd = 0x00, shamt = 0x00, funct = 0x1a
`divu $rs, $rt`	`Lo = $rs / $rt Hi = $rs % $rt` (符号なし整数として除算)	R	0x00	rd = 0x00, shamt = 0x00, funct = 0x1b
`mfhi $rd`	`$rd = Hi`	R	0x00	rs = 0x00, rt = 0x00, shamt = 0x00, funct = 0x10
`mflo $rd`	`$rd = Lo`	R	0x00	rs = 0x00, rt = 0x00, shamt = 0x00, funct = 0x12
即値演算命令
命令	動作	形式	opcode	その他
`lui $rt, imm16`	`$rt = imm16 << 16`	I	0x0f	rs = 0x00, immediate = imm16
`addi $rt, $rs, imms`	`$rt = $rs + imms` オーバーフロー時は例外を発生させる。	I	0x08	immediate = imms
`addiu $rt, $rs, imms`	`$rt = $rs + imms`	I	0x09	immediate = imms
`andi $rt, $rs, immz`	`$rt = $rs & immz`	I	0x0c	immediate = immz
`ori $rt, $rs, immz`	`$rt = $rs \| immz`	I	0x0d	immediate = immz
`xori $rt, $rs, immz`	`$rt = $rs ^ immz`	I	0x0e	immediate = immz
`sll $rd, $rt, shamt`	`$rd = $rt << shamt`	R	0x00	rs = 0x00, funct = 0x00
`srl $rd, $rt, shamt`	`$rd = $rt >>> shamt` (論理シフト)	R	0x00	rs = 0x00, funct = 0x02
`sra $rd, $rt, shamt`	`$rd = $rt >> shamt` (算術シフト)	R	0x00	rs = 0x00, funct = 0x03
`slti $rt, $rs, imms`	`$rt = $rs < imms` (符号付き整数として比較) 真なら1、偽なら0を格納する。	I	0x0a	immediate = imms
`sltiu $rt, $rs, imms`	`$rt = $rs < imms` (符号なし整数として比較) 即値を符号拡張した結果を、符号なし整数として比較する。真なら1、偽なら0を格納する。	I	0x0b	immediate = imms
分岐命令
命令	動作	形式	opcode	その他
`beq $rs, $rt, addr`	`if ($rs == $rt) PC = addr`	I	0x04	addr = PC + 4 + (immediate << 2)
`bne $rs, $rt, addr`	`if ($rs != $rt) PC = addr`	I	0x05	addr = PC + 4 + (immediate << 2)
`j addr`	`PC = addr`	J	0x02	addr = ((PC + 4) & 0xf0000000) \| (immediate << 2)
`jal addr`	`$31 = PC + 8 PC = addr`	J	0x03	addr = ((PC + 4) & 0xf0000000) \| (immediate << 2)
`jr $rs`	`PC = $rs`	R	0x00	rt = 0x00, rd = 0x00, shamt = 0x00, funct = 0x08
`jalr $rs`	`$31 = PC + 8 PC = $rs`	R	0x00	rt = 0x00, rd = 0x1f, shamt = 0x00, funct = 0x09
`jalr $rd, $rs`	`$rd = PC + 8 PC = $rs`	R	0x00	rt = 0x00, shamt = 0x00, funct = 0x09
メモリアクセス命令
命令	動作	形式	opcode	その他
`lb $rt, ($rs)`	`$rt = (int8_t)$rs`	I	0x20	immediate = 0x0000
`lb $rt, imms($rs)`	`$rt = (int8_t)($rs + imms)`	I	0x20	immediate = imms
`lbu $rt, ($rs)`	`$rt = (uint8_t)$rs`	I	0x24	immediate = 0x0000
`lbu $rt, imms($rs)`	`$rt = (uint8_t)($rs + imms)`	I	0x24	immediate = imms
`lh $rt, ($rs)`	`$rt = (int16_t)$rs`	I	0x21	immediate = 0x0000
`lh $rt, imms($rs)`	`$rt = (int16_t)($rs + imms)`	I	0x21	immediate = imms
`lhu $rt, ($rs)`	`$rt = (uint16_t)$rs`	I	0x25	immediate = 0x0000
`lhu $rt, imms($rs)`	`$rt = (uint16_t)($rs + imms)`	I	0x25	immediate = imms
`lw $rt, ($rs)`	`$rt = (uint32_t)$rs`	I	0x23	immediate = 0x0000
`lw $rt, imms($rs)`	`$rt = (uint32_t)($rs + imms)`	I	0x23	immediate = imms
`sb $rt, ($rs)`	`(uint8_t)$rs = $rt`	I	0x28	immediate = 0x0000
`sb $rt, imms($rs)`	`(uint8_t)($rs + imms) = $rt`	I	0x28	immediate = imms
`sh $rt, ($rs)`	`(uint16_t)$rs = $rt`	I	0x29	immediate = 0x0000
`sh $rt, imms($rs)`	`(uint16_t)($rs + imms) = $rt`	I	0x29	immediate = imms
`sw $rt, ($rs)`	`(uint32_t)$rs = $rt`	I	0x2b	immediate = 0x0000
`sw $rt, imms($rs)`	`(uint32_t)($rs + imms) = $rt`	I	0x2b	immediate = imms
システム命令
命令	動作	形式	opcode	その他
`mfc0 $rt, c0reg`	`$rt = CP0[c0reg][0]`	C	0x10	funct = 0x00, shamt = 0x00, sel = 0x0
`mfc0 $rt, c0reg, sel`	`$rt = CP0[c0reg][sel]`	C	0x10	funct = 0x00, shamt = 0x00
`mtc0 $rt, c0reg`	`CP0[c0reg][0] = $rt`	C	0x10	funct = 0x04, shamt = 0x00, sel = 0x0
`mtc0 $rt, c0reg, sel`	`CP0[c0reg][sel] = $rt`	C	0x10	funct = 0x04, shamt = 0x00
`ei`	割り込みを許可する (StatusレジスタのIEビットを1にする)	-	-	0x41606020
`ei $rt`	変更前のStatusレジスタの値を`$rt`に格納する割り込みを許可する (StatusレジスタのIEビットを1にする)	R	0x10	rs = 0x0b, rd = 0x0c, shamt = 0x00, funct = 0x20
`di`	割り込みを禁止する (StatusレジスタのIEビットを0にする)	-	-	0x41606000
`di $rt`	変更前のStatusレジスタの値を`$rt`に格納する割り込みを禁止する (StatusレジスタのIEビットを0にする)	R	0x10	rs = 0x0b, rd = 0x0c, shamt = 0x00, funct = 0x00
`ehb`	実行ハザードバリア	-	-	0x000000c0
`eret`	割込や例外の処理から復帰する	-	-	0x42000018
`break`	ブレークポイント例外を発生させる	E	0x00	code = 0x00000, funct = 0x0d
`break code10`	ブレークポイント例外を発生させる	E	0x00	code = code10 << 10, funct = 0x0d
`syscall`	システムコール例外を発生させる	E	0x00	code = 0x00000, funct = 0x0c
`syscall code20`	システムコール例外を発生させる	E	0x00	code = code20, funct = 0x0c
疑似命令
命令	動作	展開する命令
`nop`	何もしない	`sll $0, $0, 0`
`move $rd, $rs`	`$rd = $rs`	`sll $rd, $rs, 0`
`li $rd, imm32`	`$rd = imm32`	`lui $rd, imm32 >> 16 ori $rd, $rd, imm32 & 0xffff`
`la $rd, addr`	`$rd = addr`	`lui $rd, addr >> 16 ori $rd, $rd, addr & 0xffff`
`blt $rs, $rt, addr`	`if ($rs < $rt) PC = addr`	`slt $1, $rs, $rt bne $1, $0, addr`
`bgt $rs, $rt, addr`	`if ($rs > $rt) PC = addr`	`slt $1, $rt, $rs bne $1, $0, addr`
`ble $rs, $rt, addr`	`if ($rs <= $rt) PC = addr`	`slt $1, $rt, $rs beq $1, $0, addr`
`bge $rs, $rt, addr`	`if ($rs >= $rt) PC = addr`	`slt $1, $rs, $rt beq $1, $0, addr`

命令の形式

形式名	命令の形式
	3126	2521	2016	1511	106	53	20
R	opcode	rs	rt	rd	shamt	funct
I	opcode	rs	rt	immediate
J	opcode	immediate
C	opcode	funct	rt	c0reg	shamt		sel
E	opcode	code				funct

データの出典

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