MIPS

讀入輸出

字串

輸出

`.ascii`與`.asciiz`

.ascii不會在字串後加上'\0'，而.asciiz會在字串加'\0'。兩者均以位元組為單位儲存資料，這會對我們帶來一些小麻煩，.asciiz之後分配的空間首地址有可能無法字對齊，因此我們在定義.ascii與.asciiz時儘量寫在最後面

#正確寫法
.data
	array_int: .space 28
	space: .asciiz " "
#錯誤示範
.data
	space: .asciiz " " 
	array_int: .space 28
#由於.data後面的變數宣告在記憶體中是緊密有序儲存的，所以後面獲取array的地址時會報錯「fetch address not aligned on word boundary 0x00000002」

syscall($v0=4)

以$a0暫存器所存地址為首地址輸出，直到遇上'\0'停止

#輸出一個空格並換行
.data
	space: .asciiz " " 
	enter: .asciiz "\n"
.text
	la $a0,space #將space的首地址傳給$a0
	li $v0,4
	syscall
	la $a0,enter #將enter的首地址傳給$a0
	li $v0,4
	syscall

讀入

syscall($v0=8)

讀入一個字串，其中 $a 0 表示讀入的首地址，$ a1表示讀入的字元數n，與fget類似，會在讀入的字串最後加'\n'，因此實際上最多讀入n-1個字元

syscall($v0=12)

讀入一個字元，將讀入的字元存在$v0中。

.data 
	str: .space 20
.text
	#$t0 = i
	li $v0,12
	syscall
	sb $v0,str($t0) # 將讀入的字元存在str[i]中(sb指令僅將暫存器的低8位元儲存)

整數

讀入

使用syscall( $v 0 = 5) ，將讀入的整數存在$ v0中

輸出

使用syscall( $v 0 = 5) ，將$ a0中的整數輸出

條件語句

單條件

相等條件if-else

if(i==j){
    THEN語句塊
}else{
    ELSE語句塊
}

用beq

	#t0=i,t1=j	
	beq $t0,$t1,then #若i==j，那麼跳到THEN語句塊，不相等則進行執行下一條語句，即ELSE語句塊
	ELSE語句塊
	j end #不跳轉到end的話將繼續執行THEN語句塊
then:
	THEN語句塊
end:

用bne

該寫法與C的THEN與ELSE塊順序一樣，所以我一般都是將if中的條件取反後用轉移指令，這樣就保持了與c語言差不多的寫法（老菜雞行為）。

	#t0=i,t1=j	
	bne $t0,$t1,else #若i!=j，那麼跳到ELSE語句塊，相等則進行執行下一條語句，即THEN語句塊
	THEN語句塊
	j end #不跳轉到end的話將繼續執行ELSE語句塊
else:
	ELSE語句塊	
end:

與0比較的if-else

使用bxxx rs,label。（同理我為了保持與c語言一樣的寫法，將條件取反後再找指令）

if(a<=0){
    THEN塊
}else{
    ELSE塊
}

	#$t0=a
	bgtz $t0,else #當a>0時跳轉
	THEN塊
	j end
else:
	ELSE塊
end:

非0值比較的if-else

使用slt使其轉化為與0比較的if-else，若條件中含=號，則將條件取反（如條件為i<=j,那麼slt判斷的為j<i）。下面列表表示（ $t 0 = i,$ t1=j,$t2為儲存slt結果的暫存器）

初始條件	slt	$t2所代表的含義	beq/bne
i<j	slt $t 2,$ t0,$t1	0:初始條件為假 1:初始條件為真	beq $t2,$0,else
i>j	slt $t 2,$ t1,$t0	0:初始條件為假 1:初始條件為真	beq $t2,$0,else
i<=j	slt $t 2,$ t1,$t0	0:初始條件為真 1:初始條件為假	bne $t2,$0,else
i>=j	slt $t 2,$ t0,$t1	0:初始條件為真 1:初始條件為假	bne $t2,$0,else

（注：均為了保持與c語言順序一致，只寫了該寫法的beq/bne，事實上i<j的beq/bne也可以寫為bne $t2,$0,then，但是這種寫法的THEN塊與ELSE塊與c語言的順序相反）

eg：i<=j,將上表格的對應的slt和beq/bne複製即可

if(i<=j){
	THEN塊
}else{
	ELSE塊
}

#$t0=i,$t1=j
	slt $t2,$t1,$t0
	bne $t2,$0,else
	THEN塊
	j end
else:
	ELSE塊
end:

多條件

&&

可以先判斷第一個條件，若不成立直接跳至else，否則判斷第2個條件。

if(a<b&&i<j){
	THEN塊
}else{
	ELSE塊
}

	# $t0=a,$t1=b,$t2=i,$t3=j
	slt $t4,$t0,$t1
	beq $t4,$0,else#判斷條件1
	slt $t4,$t3,$t2
	beq $t4,$0,else#判斷條件2
	THEN塊
	j end
else:
	ELSE塊
end:

||

不能判斷了第1個條件就跳轉，應該將兩個條件得出的結果做一次或運算，再判斷是否跳轉。

迴圈語句

c語言：									MIPS：
for(i=0;i<n;i++)						  li $t0,0 # 賦值i=0
{	            						  for_loop:
										  beq $t0,$s0,end_loop # $s0=n
	loop語句塊						  	        loop語句塊
										  addi $t0,$t0,1
}										  j for_loop
										  end_loop:

更多層的就把loop語句塊換成下一層的迴圈即可。

for(i=0;i<n;i++)						
{
	for(j=0;j<m;j++)
	{
		loop塊
	}
}

	# 為了把層次看的更清楚，這裡採用了不同的縮排代表不同的迴圈
	li $t0,0 #i=0
	for_loopi:
	beq $t0,$s0,end_loopi
		li $t1,0 #j=0
		for_loopj:
		beq $t1,$s1,end_loopj
			loop語句塊
		addi $t1,$t1,1
		j for_loopj
		end_loopj:
	addi $t0,$t0,1
	j for_loopi
	end_loopi:

一維陣列的使用

字元陣列

宣告

[name]: .space [n]

eg:str: .space 20

使用

	li $v0,12
	syscall
	sb $v0,str($t0) # 讀入一個字元並存到str[i]

	lb $t2,str($t0) #將str[i]讀入暫存器$t2

整型陣列

宣告

[name]: .space [n]其中n應為4*陣列大小

eg:a .space 200 相當於int a[50]

使用

	sll $t1,$t0,2 #一定記得地址是i*4
	sw $v0,a($t1) # 讀入一個字元並存到a[i]

	sll $t1,$t0,2
	lb $t2,a($t1) #將a[i]讀入暫存器$t2

二維陣列的使用

宣告

.data
	a: .space 256 # int a[8][8]

使用

#使用宏來簡化
.macro	getindex(%ans,%i,%j)
	sll	%ans,%i,3	# %ans=%i*8，若不是8*8的二維陣列，如是10*10的，那麼這條指令應改為mul %ans,%i,10
	add	%ans,%ans,%j	# %ans=%ans+%j
	sll	%ans,%ans,2	# %ans=%ans*4
.end_macro

.text
	#$t0=i,$t1=j
	#存陣列操作：
	li $v0,5
	syscall
	getindex($t2,$t0,$t1)
	sw $v0,a($t2) #將讀入的整數存入a[i][j]
	#讀陣列操作：
	getindex($t2,$t0,$t1)
	lw $s0,a($t2) #將a[i][j]的值存至$s0

遞迴函數

按c語言一步一步翻譯就可以，遞迴呼叫的時候把$ra和函數的引數壓棧即可。如c語言中func_name(n+1);這一條語句就對應MIPS裡的

	sw $ra,0($sp)		#存$ra
	subi $sp,$sp,4		
	sw $t0,0($sp)		#存這一層函數的引數
	subi $sp,$sp,4	
	addi $t1,$t0,1		#將n+1存入$t1
	move $a0,$t1		#傳值
	jal factorial		#下一層函數的引數便是n+1了，當下一層函數執行到return（jr $31）時將回到這一層
	addi $sp,$sp,4
	lw $t0,0($sp)		#讀回這一層的引數
	addi $sp,$sp,4
	lw $ra,0($sp)		#讀回這一層的$ra

下面看一個求階乘的遞迴問題。

int factorial(int n)
{
    if(n==1) return 1;
    else return n*factorial(n-1);
}
int main()
{
    int n;
    scanf("%d",&n);
    printf("%d",factorial(n));
    return 0;
}

main:				#int main()

	li $v0, 5
	syscall			
	move $s0,$v0    #scanf("%d",&n);
	
	move $a0,$s0	#讓$a0=n,傳入引數
	jal factorial	#factorial(n);
	
	move $a0,$v0
	li $v0,1
	syscall			#printf();
	
	li $v0,10
	syscall			#return 0;
	
factorial:			#int factorial (int n)

	bne $a0,1,else	#if(n==1){
	li $v0,1		#return 1;
	jr $31			#}
	
else:				#else{
	move $t0,$a0
					###########
	sw $ra,0($sp)
	subi $sp,$sp,4
	sw $t0,0($sp)
	subi $sp,$sp,4	#要壓入棧的東西：$ra和遞迴函數的引數
	
	subi $t1,$t0,1
	move $a0,$t1	#這一大段等價於factorial(n-1)
	jal factorial
	
	addi $sp,$sp,4
	lw $t0,0($sp)
	addi $sp,$sp,4
	lw $ra,0($sp)	#將$ra和這層的引數讀回
					############
	mult $t0,$v0	
	mflo $v0
	jr $31			#return n*factorial(n-1)

MIPS小總結