可以帮助我将 mips 转换为二进制文件吗？答案

【问题标题】：Can help me with mips translating to binary?可以帮助我将 mips 转换为二进制文件吗？
【发布时间】：2016-06-04 23:29:56
【问题描述】：

我不明白如何翻译标签。任何人都可以帮助我

假设我们有以下代码：

loop: 
    add $t2,$t2,$t1 
    addi $t2,$t2,4 
    sw $t2,4($s0) 
    bne $t2,20,loop 
    jr $ra

如何转换成二进制bne $t2,10,loop？

【问题讨论】：

这是一个名为 assembler 的程序的工作，它接受 assembly code 并将其转换为机器 bytecode。您通常不会手动执行此操作。
如果您手动操作，则需要计算“bne”和“loop:”之间的字节数，并将该计数替换为“loop”参数。
所以如果它运行的是 32 位指令，bne $t2,10,loop 中的 in "loop" 的值应该是 -12。如 4 字节 på 行和 3 行。现在查找 MIPS 指令的信息here.. 我的猜测是二进制文件将类似于：0001 01ss sss0 1010 1111 1111 1111 0110.. 不过我不确定..
@Rapsefar 不，该值应该是-16，因为要跳转的行数是从跳转指令后的一行开始计算的。另请注意，操作码中实际存储的内容将是-4，因为操作码中的值将乘以 4 来计算跳跃距离。

标签： mips

【解决方案1】：

有几点需要注意。

分支偏移总是从分支地址+4（即PC+4）计算出来的，所以它是相对于jr指令的地址的。

由于 mips 指令必须与字[四字节边界]对齐，因此指令地址的最右边两位将[必须始终为]零。

mips 架构通过将分支偏移编码为 word 偏移来利用这一点（即字节偏移右移 2）。这将分支指令 16 位立即编码的范围扩展到 18 位。

所以，这里是列表：

00:     loop:
00:         add     $t2,$t2,$t1
04:         addi    $t2,$t2,4
08:         sw      $t2,4($s0)
0C:         bne     $t2,20,loop
10:         jr      $ra

jr 地址为0x10，因此循环的字节偏移量为-0x10，编码偏移量为-0x04 或0xFFFC，bne 为xxxxFFFC

但是……这有问题。这个特殊的bne 使用 immediate 值作为第二个参数。这使得bne 成为伪操作，不是简单的bne 指令。

所以，实际的顺序变成：

00:     loop:
00:         add     $t2,$t2,$t1
04:         addi    $t2,$t2,4
08:         sw      $t2,4($s0)
0C:         addi    $at,$zero,20
10:         bne     $at,$t2,loop
14:         jr      $ra

注意bne变成了两个指令序列：addi和bne

jr 地址现在是 0x14，因此循环的字节偏移量为 -0x14，编码偏移量为 -0x05 或 0xFFFB，bne 为 xxxxFFFB

bne 汇编器格式为：

    bne    s,t,label

bne 编码为：

0001 01ss ssst tttt iiii iiii iiii iiii

所以，s 寄存器是 $at 或 $1 --> 00001

t 寄存器是$t2 或$10 --> 01010

所以，现在我们有：

0001 01ss ssst tttt iiii iiii iiii iiii
       00 0010 1010
0001 0100 0010 1010 iiii iiii iiii iiii

在十六进制中，这是142Ayyyy。我们已经知道yyyy是FFFB，所以最终的十六进制值为：142AFFFB

【讨论】：

【解决方案2】：

Branch on not equal 的语法为 bne rs,rt,label，其中前 6 位是操作码，接下来的 5 位是 rs，接下来的 5 位是 rt，其余的是分支目标地址的标签：

BTA = PC + 4 + imm * 4

这是通过符号扩展立即数，乘以 4 并将其和 4 添加到程序计数器来计算的。有关解释，请参阅此问题

How to Calculate Jump Target Address and Branch Target Address?

bne 格式是立即数（I 型）。操作码是 5 (000101)。例如，此机器代码打印字母表中的每三个字符。

00100100000100000000000000110000
00000000000100000010000000100001
00100100000000100000000000001011
00000000000000000000000000001100
00100010000100000000000000000011
00100100000010000000000001011101
00010110000010001111111111111010
00000000000000000000000000000000
00001000000100000000000000001000
00000000000000000000000000000000

它是 10 行（10 条指令）。第 7 行是一个分支，它的机器代码为 00010110000010001111111111111010。前 6 个数字000101 是操作码 5。然后是 5 + 5 位寄存器（在本例中寄存器是 $16 和 $8，其余的是立即分支目标地址。

同样，你的程序

.text
loop: 
    add $t2,$t2,$t1 
    addi $t2,$t2,4 
    sw $t2,4($s0) 
    bne $t2,20,loop 
    jr $ra

将机器码翻译成7行：

00000001010010010101000000100000
00100001010010100000000000000100
10101110000010100000000000000100
00100000000000010000000000010100
00010100001010101111111111111011
00000011111000000000000000001000

实际的翻译是这样的

 Address    Code        Basic                     Source

0x00400000  0x01495020  add $10,$10,$9        3        add $t2,$t2,$t1 
0x00400004  0x214a0004  addi $10,$10,0x00000004        addi $t2,$t2,4 
0x00400008  0xae0a0004  sw $10,0x00000004($16)5        sw $t2,4($s0) 
0x0040000c  0x20010014  addi $1,$0,0x00000014 6        bne $t2,20,loop 
0x00400010  0x142afffb  bne $1,$10,0xfffffffb      
0x00400014  0x03e00008  jr $31                7        jr $ra

...倒数第二行是 bne : 00010100001010101111111111111011 。前 6 位 000101 是操作码，接下来的 5 (00001) + 5 (01010) 位是寄存器，其余 (1111111111111011) 是分支目标地址的立即值（十六进制1111111111111011=FFFB。

有关详细信息，请参阅MIPS manual。

【讨论】：