MIPS架构计算指令详解：乘法与除法

"MIPS®架构程序员卷IA：介绍MIPS32®架构，修订版6.01" 本文档详细介绍了MIPS架构中的计算指令，特别是针对MIPS32®架构版本6的宽度相同乘法和除法指令。这些指令在进行算术运算时对于处理数据效率至关重要，尤其在嵌入式系统和微处理器设计中。 5.2.5章节关注的是宽度匹配的乘法和除法指令，这些指令的运算结果与操作数宽度相同，并且可以使用通用寄存器（GPRs）作为输入和输出。在32位和64位运算中，这些指令都支持有符号和无符号操作。 1. **乘法指令**： - **MUL, MULU**: 执行字大小（32位）的乘法，产生低32位结果。MUL处理有符号整数，而MULU处理无符号整数。 - **MUH, DMUH**: 提供乘法的高32位结果。MUH处理有符号乘法，DMUH处理64位双字乘法的高32位结果。 - **DMUL, DMULU**: 对双字（64位）进行乘法，同样产生低32位结果。DMUL处理有符号乘法，DMULU处理无符号乘法。 2. **除法指令**： - **DIV, DIVU**: 执行字大小的除法，将商存储在一个GPR中。DIV处理有符号整数，DIVU处理无符号整数。 - **MOD, MODU**: 提供除法的余数，也存储在一个GPR中。MOD处理有符号除法，MODU处理无符号除法。 - **DDIV, DMOD, DDIVU, DMODU**: 同样，这些指令处理双字（64位）的除法和取模，适用于有符号和无符号运算。 这些指令的设计考虑了效率和硬件优化，例如，MULU的结果可以直接提供给MUH，以便组合得到完整的64位乘法结果。同样，DIV和MOD配合使用可以获取除法的商和余数。 此外，文档还提到了MIPS32架构的不同版本及其发展历程，包括MIPS I到MIPS V，以及MIPS32的第2版、2.5+、MIPSr3™、MIPS32版本3和版本6。每个版本都代表了架构的演进，可能包含新的特性和优化。 最后，文档还讨论了MIPS架构中的可选组件和特定应用扩展，如MIPS16e、MDMX、MIPS-3D、SmartMIPS和MIPS DSP模块，这些都是为了满足不同应用场景和性能需求而设计的。 这份用户手册提供了对MIPS32架构中关键计算指令的深入理解，对于编写高效MIPS代码和理解硬件行为的开发者来说是非常有价值的参考资料。