MIPS汇编器实现与指令解析

"MIPS汇编器实验报告，包括实验描述、指令实现、设计思路、标签处理、指令处理和伪指令等内容。" 在本实验中，我们关注的是一个MIPS汇编器的实现，该汇编器能够将MIPS汇编语言指令转化为对应的机器码。MIPS架构是一种广泛用于教学和研究的精简指令集计算机(RISC)体系结构。实验的主要目标是理解和掌握汇编语言到机器码的转换过程，同时考虑了多种指令类型、伪指令以及符号和表达式的处理。 一、实验描述 实验要求使用C或JAVA编程语言，实现一个能将MIPS汇编指令转换为二进制机器码的工具。用户可以通过编写汇编源程序文件，然后由汇编器读取并生成二进制文件，这些文件可供后续的反汇编或CPU模拟器使用。实验需要涵盖多种指令类型，并处理符号（如标号和变量）和表达式（如内存寻址）。 二、程序实现的指令 1. R类型指令：包括加法、减法、逻辑运算和比较，如`add rd, rs, rt`，`sub rd, rs, rt`，`slt rd, rs, rt`，`or rd, rs, rt`。 2. I类型指令：加载和存储数据，以及算术和分支操作，如`lw rt, expr(rs)`，`sw rt, expr(rs)`，`addi rt, rs, expr`，`beq rs, rt, label`，`bne rs, rt, label`。 3. J类型指令：跳转指令，如`j label`，`jr rs`。 4. 伪指令：简化编程的指令，如`move r1, r2`，条件分支指令`blt r1, r2, label`，`bgt r1, r2, label`，`ble r1, r2, label`，`bge r1, r2, label`。 三、程序设计思路 1. 输入与输出：程序从名为"assembly.txt"的文件中读取指令，每行一条。使用fgets()函数处理文件内容，遇到空行则跳过。处理完所有指令后，将生成的二进制机器码写入"machine.txt"文件。 2. 标签处理：通过对指令的前四位进行分析，利用classification()函数来判断指令类型。 3. 指令处理：根据指令类别，如R型、I型、J型和伪指令，分别调用R()、I()、J()和P()函数进行处理。寄存器值的获取和存储通过Reg()和InReg()函数完成，立即数通过atoi()和itoa()转换为二进制格式。 这个实验不仅涉及了编程技巧，还涵盖了计算机体系结构的基础知识，包括指令系统、地址计算、指令编码等。通过这个实验，学生能够深入理解汇编语言和计算机硬件之间的交互，这对于计算机科学的学习至关重要。