O documento discute a arquitetura MIPS, instruções MIPS e o processamento de instruções de controle. É apresentado um diagrama simplificado da arquitetura MIPS e suas principais partes como registradores e memória. Também são descritas as principais instruções lógicas e de controle do MIPS, incluindo instruções de deslocamento e salto condicional/incondicional.

1. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores
Othon Oliveira
Fatec – Faculdade de Inform´atica — PE
16 de outubro de 2016
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

2. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Sum´ario
1 Arquitetura MIPS
Diagrama Simplificado
2 Instru¸c˜oes MIPS
Instru¸c˜oes L´ogicas
3 Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

3. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Diagrama Simplificado
Como as CPUs executam as instru¸c˜oes
Figura: DataPath
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

4. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Diagrama Simplificado
Como as CPUs executam as instru¸c˜oes
Figura: DataPath
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

5. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Diagrama Simplificado
Como as CPUs executam as instru¸c˜oes
Figura: DataPath
Figura: Ciclo de
busca
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6. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Diagrama Simplificado
Diagrama simplificado
Fonte: UFMG
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

7. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Diagrama Simplificado
Conven¸c˜ao dos registradores
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

8. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Diagrama Simplificado
Armazenamento na mem´oria
O espa¸co de endere¸camento de mem´oria do MIPS ´e de 230
palavras (de 32 bits)
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

9. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Diagrama Simplificado
Armazenamento na mem´oria
O espa¸co de endere¸camento de mem´oria do MIPS ´e de 230
palavras (de 32 bits)
O MIPS exige que todas as palavras comecem em endere¸cos
m´ultiplos de 4 bytes
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

10. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Diagrama Simplificado
Armazenamento na mem´oria
O espa¸co de endere¸camento de mem´oria do MIPS ´e de 230
palavras (de 32 bits)
O MIPS exige que todas as palavras comecem em endere¸cos
m´ultiplos de 4 bytes
Fonte: StallingsOthon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

11. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Diagrama Simplificado
Instru¸c˜oes de trasnferˆencia de dados
Banco de registradores
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

12. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Diagrama Simplificado
Instru¸c˜oes de trasnferˆencia de dados
Banco de registradores
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

13. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Instru¸c˜oes L´ogicas
Alguns detalhes
Operadores de deslocamento (shift)
Deslocam todos os bits de uma palavra para a esquerda ou
direita, preenchendo os bits vazios com zero
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

14. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Instru¸c˜oes L´ogicas
Alguns detalhes
Operadores de deslocamento (shift)
Deslocam todos os bits de uma palavra para a esquerda ou
direita, preenchendo os bits vazios com zero
S˜ao instru¸c˜oes do tipo R (registrador)
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

15. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Instru¸c˜oes L´ogicas
Alguns detalhes
Operadores de deslocamento (shift)
Deslocam todos os bits de uma palavra para a esquerda ou
direita, preenchendo os bits vazios com zero
S˜ao instru¸c˜oes do tipo R (registrador)
A quantidade de bits a serem deslocados ´e especificada
pelo campo shamt (shift amount)
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16. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Instru¸c˜oes L´ogicas
Instru¸c˜oes L´ogicas
shift left logical (sll)
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17. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Instru¸c˜oes L´ogicas
Instru¸c˜oes L´ogicas
shift left logical (sll)
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

18. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Instru¸c˜oes L´ogicas
Instru¸c˜oes L´ogicas
shift right logical (srl)
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

19. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Instru¸c˜oes L´ogicas
Instru¸c˜oes L´ogicas
shift right logical (srl)
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

20. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Instru¸c˜oes L´ogicas
Instru¸c˜oes L´ogicas
shift right logical (srl)
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

21. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Instru¸c˜oes L´ogicas
Instru¸c˜oes L´ogicas
shift right logical (srl)
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

22. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Instru¸c˜oes L´ogicas
Instru¸c˜oes L´ogicas
shift right aritmetic (sra)
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23. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Instru¸c˜oes L´ogicas
Instru¸c˜oes L´ogicas
shift right aritmetic (sra)
Desloca bits `a direita, preservando o sinal (compl. a 2)
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

24. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Instru¸c˜oes L´ogicas
Instru¸c˜oes L´ogicas
shift right aritmetic (sra)
Desloca bits `a direita, preservando o sinal (compl. a 2)
Deslocamento de n bits corresponde `a divis˜ao por 2n
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

25. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Instru¸c˜oes L´ogicas
Instru¸c˜oes L´ogicas
shift right aritmetic (sra)
Desloca bits `a direita, preservando o sinal (compl. a 2)
Deslocamento de n bits corresponde `a divis˜ao por 2n
Dica: para divis˜oes com valores do tipo inteiro
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26. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Instru¸c˜oes L´ogicas
Instru¸c˜oes L´ogicas
shift right aritmetic (sra)
Desloca bits `a direita, preservando o sinal (compl. a 2)
Deslocamento de n bits corresponde `a divis˜ao por 2n
Dica: para divis˜oes com valores do tipo inteiro
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

27. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Instru¸c˜oes L´ogicas
Instru¸c˜oes L´ogicas
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

28. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Instru¸c˜oes L´ogicas
Instru¸c˜oes L´ogicas
shift right aritmetic (sra)
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

29. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Instru¸c˜oes L´ogicas
Instru¸c˜oes L´ogicas
shift right aritmetic (sra)
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

30. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes Controle
Instru¸c˜oes para tomada de decis˜ao
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

31. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes Controle
Instru¸c˜oes para tomada de decis˜ao
Alteram o fluxo de controle do programa
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

32. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes Controle
Instru¸c˜oes para tomada de decis˜ao
Alteram o fluxo de controle do programa
Ateram a “pr´oxima” instru¸c˜ao a ser executada
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

33. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes Controle
Instru¸c˜oes para tomada de decis˜ao
Alteram o fluxo de controle do programa
Ateram a “pr´oxima” instru¸c˜ao a ser executada
Instru¸c˜oes de controle:
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

34. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes Controle
Instru¸c˜oes para tomada de decis˜ao
Alteram o fluxo de controle do programa
Ateram a “pr´oxima” instru¸c˜ao a ser executada
Instru¸c˜oes de controle:
Salto condicional
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35. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes Controle
Instru¸c˜oes para tomada de decis˜ao
Alteram o fluxo de controle do programa
Ateram a “pr´oxima” instru¸c˜ao a ser executada
Instru¸c˜oes de controle:
Salto condicional
Salto incondicional
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36. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes Controle
Instru¸c˜oes MIPS para salto condicional
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

37. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes Controle
Instru¸c˜oes MIPS para salto condicional
Branch on equal beq
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

38. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes Controle
Instru¸c˜oes MIPS para salto condicional
Branch on equal beq
Branch on not equal bne
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

39. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes Controle
Instru¸c˜oes MIPS para salto condicional
Branch on equal beq
Branch on not equal bne
Set on less than slt
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

40. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes Controle
Instru¸c˜oes MIPS para salto condicional
Branch on equal beq
Branch on not equal bne
Set on less than slt
Set on less than immediate slti
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

41. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes Controle
Instru¸c˜oes MIPS para salto condicional
Branch on equal beq
Branch on not equal bne
Set on less than slt
Set on less than immediate slti
Instru¸c˜oes MIPS para salto incondicional:
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

42. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes Controle
Instru¸c˜oes MIPS para salto condicional
Branch on equal beq
Branch on not equal bne
Set on less than slt
Set on less than immediate slti
Instru¸c˜oes MIPS para salto incondicional:
jump (j)
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

43. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes L´ogicas
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

44. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes L´ogicas
Exemplo
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

45. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes L´ogicas
Exemplo
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

46. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes L´ogicas
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

47. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes L´ogicas
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

48. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes L´ogicas
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

49. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes L´ogicas
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

50. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes L´ogicas
Branch on not equal
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

51. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes de controle :: Formato
Fonte: Stallings
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52. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes de controle
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

53. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes de controle
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

54. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes de controle
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

55. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes de controle
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

56. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes de controle
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

57. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes de controle
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

58. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes de controle
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

59. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes de controle
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

60. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes de controle
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

61. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes de controle
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

62. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes de controle
Quest˜ao 1
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63. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes de controle
Quest˜ao 1
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

64. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes de controle
Quest˜ao 2
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores

65. Arquitetura MIPS
Instru¸c˜oes MIPS
Processando Instru¸c˜oes de Controle
Processando instru¸c˜oes
Instru¸c˜oes de controle
Quest˜ao 2
Fonte: Stallings
Othon Oliveira Arquitetura e Organiza¸c˜ao de Computadores