命令：マシンの言葉（２）

（３．６）コンピュータ･ハードウエアでのプロシジャー･コールのサポート

コンピュータプログラムでは、サブルーチンを定常的に使う。

実は、このプロシジャーコールをどうやって、サポートしているかを理解することはややこしく、「コンピュータに詳しい人とそうでない人」を分ける。

残念ながら､この授業では取り扱わないが、「コンピュータに詳しい人」になりたい方はぜひ、自習してください。このＴＥＸＴは非常にわかり易くかかれています。

（３．８）ＭＩＰＳのその他のアドレシング方式

オペランドとは

add $s1, $s2, $s3　　# $s2 と $s3 の和を $s1 に収める

の $s1, $s2, $s3すなわち、レジスタを示していた。

ＭＩＰＳアーキテクチャでは、もう２つのオペランドのアクセス（読み書きしに行くこと）方法がある。

（１）定数すなわち即値のオペランド　（即値とは、即（すぐさま）利用できる目的とする数）

プログラム中では、配列の次を示すために、ある定数を加算したり、ループの繰り返し回数など、定数が良く用いられる。ＧＣＣなるＣコンパイラでは５２％、ＳＰＩＣＥなる回路シミュレータでは６９％であった。

すなわち、定数を使いやすくすれば、全体を高速化できる。

設計原則４：一般的な場合を高速化せよ

即値とは命令の中に入れた定数で、命令を読み出せば、即、その定数が利用できるので、即値という。
英語では Immediate と呼ぶ。

例題Ｐ１３２

$sp　に　４　を加える場合、addi　なる命令　add immediate を用いる。

addi $sp, $sp, 4 　　　# $sp <= $sp + 4;

slti $t0, $s0, 10 　　　# $s2 < 10の時に、$t0 <= 1　とする

lui $s0, 61 　　　　　　# $s0 の上位１６ビットを１０進数の６１＝"００００００００００１１１１０１”とする

例題Ｐ１３３

（２）分岐とジャンプにおけるアドレシング

ｊ 10000 　　　　　# 40000　番地にジャンプ

bne $s0, $s1, Exit 　　　　# PC+4+4*Exit　番地にジャンプ

PC（プログラムカウンター）とは何か？

アドレスについて

通常メモリは各バイト（8ビット）ごとに、アドレスが与えられている。
MIPSの命令はすべて32ビット長すなわち、4バイトの大きさを持つ
したがって、命令コードは０番地、４番地、８番地のように４番地おきに指定される。

したがって、"beq R1, R2, 25"や"j 2500"のように命令のアドレスを指定する数値は４分の１の大きさの値を使用している。これにより広い範囲のアドレス空間を指定できる。

サポート命令

区分	命令	例	意味	備考
算術演算	add	add R1,R2,R3	R1 <= R2 + R3	加算
算術演算	subtract	sub R1,R2,R3	R1 <= R2 - R3	減算
論理演算	and	and R1,R2,R3	R1 <= R2 and R3	各ビットごとにＡＮＤ
論理演算	or	or R1,R2,R3	R1 <= R2 or R3	各ビットごとにＯＲ
データ転送	load word	lw R1, 100(R2)	R1 <= メモリ[R2+100]	メモリからレジスタへの転送
データ転送	store word	sw R1, 100(R2)	メモリ[R2+100] <= R1	レジスタからメモリへの転送
条件分岐	branch on equal	beq R1,R2,25	if (R1=R2) go to PC+4+100	等しい時にPC相対分岐
条件分岐	set on less than	slt R1,R2,R3	if (R2<R3) R1<=1 else R1<=0
無条件ジャンプ	jump	j 2500	go to 10000	絶対アドレスジャンプ

命令フォーマット

命令の機械語フォーマットを説明する。この例では、各フィールドの値は10進法で示してある。
ＭＩＰＳの命令はすべて32ビット長

命令	フォーマット名	例						備考
命令	フォーマット名	6ビット	5ビット	5ビット	5ビット	5ビット	6ビット	備考
add	Ｒ形式	0	2	3	1	0	32	add R1, R2, R3
sub		0	2	3	1	0	34	sub R1, R2, R3
and		0	2	3	1	0	36	and R1, R2, R3
or		0	2	3	1	0	37	or R1, R2, R3
slt		0	2	3	1	0	42	slt R1, R2, R3
lw	Ｉ形式	35	2	1	100			lw R1, 100(R2)
sw		43	2	1	100			sw R1, 100(R2)
beq		4	1	2	25			beq R1, R2, 25
j	Ｊ形式	2	2500					j 2500

フォーマット名	6ビット	5ビット	5ビット	5ビット	5ビット	6ビット	備考
Ｒ形式	op	ｒｓ	rt	rd	-	func
Ｉ形式	op	rs	rt	address
Ｊ形式	op	address

opフィールドとfuncフィールドで操作を指定する。
ｒｓはソースレジスタ、rtも通常はソースレジスタ、rdはデスティネーションレジスタ

クイズ３　：　学籍番号　名前　日付　を書いて　提出すること！

１）演習問題３．１

２）演習問題３．４

宿題３　：　学籍番号　名前　日付　を書いて　提出すること！

１）演習問題３．２

２）演習問題３．３

３）Ｐ１３５ページの例題の解答は間違っている、正しくやり直せ！

以上