MIPS是精简指令系统的代表，采用了与X86相反的设计理念，并引领了精简指令系统的潮流，那就让我们一起来看一看这究竟是怎么一回事。RISC是精简指令系统计算机的简称，与之相对，之前的计算机上的指令系统就被称为复杂指令系统，X86就是其中的代表。现在MIPS处理器已经不再应用在计算机产品中了，但是在广义的计算设备包括数字电视，游戏机，网络设备等领域仍然有广泛的应用。
第一代的MIPS是32位的，在1985年推出了对应的处理器，R2000，90年，R3000处理器对应着第二代的MIPS，92年，MIPS扩展到了64位，94年，64位的MIPS又进一步升级，96年的MIPS5并没有对应的处理器，然后在99年，MIPS指令系统进行了较大的调整，形成了MIPS32，到了99年，以MIPS5为基础，推出了MIPS64指令系统，MIPS的设计指导思想非常的简单，从它的名字就可以看出来。MIPS全称的含义是一个流水线不会互锁的微处理器，流水线是现代微处理器为提高性能而采用的一项技术，而流水线中的互锁则是导致流水线性能降低的一个非常重要的因素。从这个名称也可以看出，MIPS的指导思想是希望其指令的设计能让微处理器运行的更快，性能更好。所以它主要的关注点是减少指令的类型，并且降低指令的复杂度，所以在MIPS指令系统当中，指令的总数是很少的。而且每条指令都比较简单。它的主要目的就是希望可以用一个非常简单的CPU来支持这样的指令系统。而CPU越简单就可以运行的更快。假设要编写程序完成同样的任务，用MIPS指令编写，其指令数量是X86指令的5倍，但是如果MIPS的CPU能够做到比X86 CPU快10倍，那它仍然获得了明显的性能优势。这就是MIPS，同时也是RISC的设计思想。
那MIPS的指令是怎么体现它这样的设计思想的呢？
（1）第一，MIPS固定了指令的长度，都是32个比特，也就说MIPS中的一个WORD,我们要注意这和X86中一个WORD是16位是不同的。固定的指令长度，大大简化了CPU从存储器中取指令的工作。不用像X86 CPU那样需要判断每条指令的长度。
（2）第二，MIPS采用了非常简单的寻址模式，相比于X86提供的复杂多样的寻址模式，虽然给编程带来了不变，但是大大简化了CPU访问存储器的控制逻辑。
（3）第三，MIPS指令的数量比较少，每条指令的工作也很简单，基本上一条指令只完成一个操作，不像X86的指令，一条指令往往完成丰富的功能，这样可以简化指令的执行过程。不但简化了CPU的控制逻辑，而且可以方便的实现各种让指令并行执行的技术，从而提高CPU的性能。
（4）第四，在MIPS指令系统中只允许LOAD和STALL这两种指令访问存储器，而不支持X86指令中这些让算术指令访问存储器的操作。因为访存是一个相对复杂的工作，这种限制就可以让运算指令的实现变得非常的简单。
但是我们要注意，MIPS的这些特点让直接使用MIPS指令进行编程变得非常的困难，因此，想要有高效率的MIPS程序，必须要有优秀的编译器的支持。我们来看几个MIPS指令的例子。例如加法指令，它的格式是ADD A,B,C。我们注意，与X86指令不同，MIPS的加法指令是三个操作数，这A,B,C可以是三个寄存器，
除了加法运算，这里还列出了减法，乘法，除法等等，还有逻辑运算，还有左移和右移这样的移位运算。这类我们可以看出MIPS的运算指令格式都非常简洁和统一，而且这些指令的操作数都不可以是存储器操作数。要访问存储器，就必须使用专门的访存指令。我们来看一个例子，假设A是一个100个字的数组，它的首地址存放在19号寄存器中，MIPS的寄存器编号用$符进行标记,那如果我们想完成这样一个运算，也就说将一个变量H加上数组A中的第三个元素，并赋给数组A的第十个元素，我们注意，变量H放在18号寄存器中，而我们可以使用8号寄存器用来存放临时数据，那么对应的MIPS指令需要如下几条，首先要用LOAD指令 将19号寄存器对应的地址加上偏移量12，因为MIPS当中一个字是32位，所以第三个元素与首地址之间的偏移是12，将存储器中的这个字装入到8号寄存器中，这就相当于将数组A中的第三个元素赋给了一个临时变量，第二句是一个加法指令，将8号寄存器与18号寄存器相加，并将结果存放在8号寄存器。这就相当于将数组A的第三个元素与变量H相加，还存在这个临时变量中，第三条指令是将8号寄存器中的数也就是运算的结果存到以19号寄存器为首地址，偏移量为40的内存单元，这就是数组A的第十个元素的位置。那我们用这三条MIPS指令就完成了这个功能。
而这张表列出了MIPS的所有的通用寄存器，总共有32个，每个都是32位，相比于X86的寄存器，MIPS的通用寄存器是非常规正的。这32个寄存器的编号从0，一直到31，那我们可以用$符加上编号进行指示，同时每个寄存器还有一个符号的名称，并且约定了一些特定的用途，例如8号到15号寄存器，又被称为T0，到T7的寄存器，用来保存临时的变量，而1号寄存器，它的名称是AT,专门留给汇编器使用。在编写汇编程序时，我们可以用数字，也可以用名称，来表示这些寄存器，例如这两条指令所表达的含义以及对应的二进制编码都是一样的。这两条指令也是如此。如果我们直接用MIPS指令进行汇编语言的编程， 从T0到T7，S0到S7，这些寄存器都是我们经常使用的。MIPS 的体系结构简明扼要，需要说明的就是这些。
我们已经了解了MIPS的设计理念，那这样的理念究竟是如何实现的呢？在下一节我们将一起来探究MIPS的指令。
Reference：北京大学陆俊林老师计算机组成原理课程
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