北京大学MIPS编译实习：代码生成与寄存器约定详解

北京大学的编译实习课程专注于MIPS（Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages, 微处理器无流水线阶段）系统的学习与实践，课程内容包括MIPS代码的生成和理解。MIPS是一种广泛使用的精简指令集计算机(RISC)架构，其代码由特定的汇编指令组成。 在课程中，学生首先学习了MIPS的基本概念，如代码段(.text)用于存放指令，数据段(.data)存储初始化的数据，全局符号声明(.globl)确保函数可见性，以及各种对齐指令如.align0。字符串常量的表示使用.asciiz，它会自动在末尾添加终止符。 接着，课程深入讲解了MIPS的寄存器约定，这些寄存器如a0-a3用于传递参数，v0和v1作为子函数返回值和表达式计算，s0-s7是局部变量，t0-t8用于临时运算结果，sp负责栈管理，fp是帧指针，而ra则存储返回地址。理解这些寄存器的用途对于编写高效的MIPS代码至关重要。 在指令部分，学生掌握了MIPS的主要运算指令如addu, subu, mul, and, neg，以及常数操作如li，数据传输操作如la, lw, sw, move，以及比较指令如seq和slt。此外，控制指令如branch, beqz, bgeu, j, jalr等也被详细讲解，它们用于实现程序流程的控制。 系统调用指令syscall在课程中占据一席之地，如打印整数和字符串，以及内存分配，这些功能通过$v0寄存器中的调用号来触发，例如打印整数使用调用号1，申请内存使用调用号9。 最后，课程展示了实际操作中的例子，如在MAIN程序中，使用MOVE指令将数据加载到特定寄存器，然后执行系统调用或内存分配操作。通过这些实例，学生可以将理论知识转化为实际编程技能。 北京大学的MIPS编译实习课程旨在培养学生的汇编语言编程能力，使他们熟悉MIPS指令集，并能灵活运用寄存器管理和控制结构来实现复杂的功能。通过深入学习和实践，学生能够掌握MIPS架构的关键原理，并将其应用于实际项目中。