单龙芯3A3000-7A1000PMON研究学习-（16）撸起袖子干-分析代码前的准备工作3-寄存器

1.这篇还是稍微介绍一下cpu相关的寄存器。

手册里面说到的寄存器分两种，一种是cpu使用的（汇编中用来存放数据的），另一种是外部设备寄存器（一般用于配置功能，或者读写外部设备数据用的。），在手册中都叫寄存器，但是两种有较大区别，这里要讲的是cpu使用的寄存器，他们的作用相当于你吃饭的筷子和碗，没得筷子和碗，你就没法吃饭。cpu也是，没得寄存器，没法计算和运行啦。

2.龙芯寄存器，这是定点数寄存器，共32个，每个64位，而且有一些有特定功能。

REGISTER

NAME

USAGE

$0

$zero

常量0(constant value 0)

$1

$at

保留给汇编器(Reserved for assembler)

$2-$3

$v0-$v1

函数调用返回值(values for results and expression evaluation)

$4-$7

$a0-$a3

函数调用参数(arguments)

$8-$15

$t0-$t7

暂时的(或随便用的)

$16-$23

$s0-$s7

保存的(或如果用，需要SAVE/RESTORE的)(saved)

$24-$25

$t8-$t9

暂时的(或随便用的)

$28

$gp

全局指针(Global Pointer)

$29

$sp

堆栈指针(Stack Pointer)

$30

$fp

帧指针(Frame Pointer)

$31

$ra

返回地址(return address)

使用的时候一般使用第二列别名。第一列的名称也是可以用的。

3.其他寄存器

3.1 整数乘法寄存器HI、LO

MIPS中和整数乘除法相关的寄存器有两个：HI寄存器和LO寄存器。在64位处理器上，对于两个32位做乘法运算后，可以产生64位结果。可以临时将结果的低32位放在LO寄存器，高32位放在HI寄存器。例如下面的指令：

mult t0,t1
mflo a4
mfhi a5

上面的指令”mult t0,t1”实现的是寄存器t0和寄存器t1的乘法操作，结果的低32位存放在寄存器LO，结果的高32位存放在寄存器HI。mult中的mul代表乘法，t代表临时存储（temply）。HI和LO是特殊的寄存器，不允许程序直接使用，里面的结果要通过指令mflo和mfhi获取。“mflo a4”就是拷贝寄存器LO的值到通用寄存器a4，“mfhi a5”就是拷贝寄存器HI的值到通用寄存器a5。
HI和LO寄存器也用于除法运算结果的临时保存。除法运算结果商临时存放在寄存器LO，余数存放在寄存器HI。使用实例如下：

div t0,t1
mflo a4
mfhi a5

上面指令“div t0,t1”实现的是寄存器t0和t1的除法运算，运算结果的商存放在寄存器LO，余数存放在寄存器HI。类似于LO = t0/t1，HI = t0%t1

在HI和LO内的数据还是要通过指令mflo和指令mfhi拷贝到通用寄存器才可以使用。

4.除了定点数的，那就还有浮点数的。（一般用的很少，了解一下）

浮点数寄存器
浮点寄存器编号	功能简介
f0,f2	用作函数返回值
f12−f19	用作传递参数
f24−f31	寄存器变量，发生函数调用时要保存
f1、f3-f 11 、 f11、f11、f20-$23	用作临时变量

5.协处理器的寄存器

在MIPS体系结构中，可支持多个协处理器(Co-Processor)。其中，协处理器0（简称CP0）是体系结构中必须实现的。CP0就是系统控制处理器，它起到控制CPU的作用，比如CPU配置、高速缓存控制、异常中断控制、存储单元控制、定时器、错误检测等。详细的功能请参考《user2.pdf》

这些寄存器需要特殊的指令才能操作，并且要在特权模式下。

mfc0

mtc0

mips好像是没有状态寄存器的，但是目前来看应该都放在协处理器0里面了。

6.在PMON的start.S中，开始就注释了一些寄存器的定义，比较重要

/*
* Register usage:
*
*   s0   link versus load offset, used to relocate absolute adresses.
*   s1   free
*   s2   memory size.
*   s3   free.
*   s4   Bonito base address.
*   s5   dbg.
*   s6   sdCfg.
*   s7   rasave.
*   s8   L3 Cache size.
*/