MIPS Simulator: memory allocation, data alignment and register

MEMOYR ALLOCATION
MIPS processors membahagikan kepada tiga bahagian iaitu text segment, data segment, dan stack segment.

• TEXT SEGMENT

Segmen ini adalah mengendalikan bahasa mesin kod untuk bagi arahan dalam fail yang sumber program.

• DATA SEGMENT

Segmen ini adalah mengendalikan data apabila program operasi. Ia akan memisahkan dua bahagian untuk proses. Bahagian pertama adalah data statik mengandungi data yang statik diperuntukkan saiz yang tidak berubah sebagai program mengakses mereka. Data yang dinamik adalah satu data statik yang atas. Data ini diperuntukkan dan "deallocated" oleh program melaksanakan.

• STACK SEGMENT

Segmen ini akan membantu pengguna untuk tinggal ruangan alamat. Apabila ia berada dalam bahasa program yang tahap tinggi, pembolehubah tempatan dan parameter akan memuncul dan menolak saham untuk mengembangkan sistem operasi dan mengecut segmen saham kepada segmen data. Ia juga mempertimbangkan satu cara untuk menukar bahasa sebelum memasukkan bahagian segmen data.

Memory Layout

DATA ALIGNMENT

TYPE	SIZE(BINARY)	SIZE(HEXADECIMAL)
Byte	8 bits e.g. 10011001	2 bits e.g. 2A
Word	4 bytes, 32 bits e.g. 1000000000…	8 bits e.g. 12345ABC
Double word	8 bytes, 64 bits e.g. 10000000000000…	16 bits e.g. 123456789ABCDEF0

Data alignment in MIPS

Double word
Word				Word
HalfWord		HalfWord		HalfWord		HalfWord
byte	byte	byte	byte	byte	byte	byte	byte

Data Alignment

REGISTERS

MIPS mengandungi 32 register yang dinomborkan sebagai 0-31.

REGISTER NAME (MNEMONIC NAME)	REGISTER NUMBER	USAGE
$zero	$0	Constant 0
$at	$1	Assembler Temporary (reserved)
$v0-$v1	$2-$3	Expression evaluation and results of a subroutine
$a0-$a3	$4-$7	Arguments to a subroutine
$t0-$t7	$8-$15	Temporary (As caller - saved registers for hold a temporary values, no preserved in function call)
$s0-$s7	$16-$23	Saved temporary (As caller - saved register for hold long-lived value, preserved in function call)
$t8-$t9	$24-$25	More temporary to used
$k0 - $k1	$26 - $27	Operating system (For reserved, no used by user program or compiler)
$gp	$28	Global pointer (Points in middle of a 64K block of memory, static data segment, preserved on call)
$sp	$29	Stack pointer (Points of last location on stack, preserved on call)
$fp	$30	Frame pointer (preserved on call)
$ra	$31	Return address (automatically used in some instructions)

MIPS register conventions

Selain itu, Coprocessor 0 mengandungi pengecualian daftar kawalan untuk tujuan dalam pengecualian. SPIM tidak ada melaksanakan daftar dalam semua Coprocessor 0 kerana mereka tidak sentiasa berguna atau terjejas dalam simulator atau sebahagian daripada sistem memori. Walau bagaimanapun, ia juga menyediakan perangkap mendaftar untuk membantu dalam coprocessor.

NAMA PENDAFTARAN	NOMBOR PENDAFTARAN	PENGGUNAAN
BadVAddr	8	Alamat ingatan berlaku pengecualian alamat
Status	12	Mengganggu topeng dan mengaktifkan bit
Cause	13	Jenis pengecualian dan menunggu bit sampukan
EPC	14	Alamat arahan yang disebabkan pengecualian

Trap Register

Pendaftaran ini adalah salah satu pendaftaran menetapkan diakses oleh arahan sebahagian kopemproses daripada mfc0 dan mtc0.

 

	15                     8		4		1	0
	Interrupt Mask		U M		E L	I E

Status Register

 

31		15                         8		6                       2
B D		Pending Interrupt		Exception Code

Cause RegisterBit yang menunjukkan status pendaftaran melaksanakan SPIM. Topeng sampukan akan memegang bit bagi setiap selepas 8 tahap sampukan. Jika ia hanya perlu bit, sampukan adalah dapat berfungsi. Walau bagaimanapun, jika ia terdapat sifar bit, sampukan tidak dibenarkan. User mode(UM) bit ialah 0 bermakna program ini dijalankan dalam mode kernel dan UM ialah 1 bit bermakna program ini pergi ke user mode. Exception level (EL) biasanya adalah pada 0 dan hanya akan berubah kepada 1 apabila pengecualian berjalan. Interrupt Enable  (IE) ialah menjadi 1 bit, tahap sampukan adalah membenarkan dan sampukan tidak dibenarkan apabila ia menjadi 0.

 

Lapan bit dalam menunggu sampukan bermakna ia mempunyai 8 sampukan tahap. Bit menjadi 1, ia menunjukkan sampukan adalah proses tetapi tidak mempunyai perkhidmatan. Walau bagaimanapun bit menjadi 0, ia menunjukkan sampukan tidak membenarkan. Bit kod terkecuali mengandungi senarai kod.

 

NOMBOR	NAMA	PUNCA PENGECUALIAN
0	Int	Interrupt (hardware)
4	AdEL	Address error exception (load or instruction fetch)
5	AdES	Address error exception (store)
6	IBE	Bus error on instruction fetch
7	DBUS	Bus error on data load or store
8	SYSCALL	Syscall exception
9	BKPT	Breakpoint exception
10	RI	Reversed instruction exception
12	OVF	Arithmetic overflow exceotion
13	Tr	Trap

Exception code register