MARS MIPS 模拟器

MARS MIPS 模拟器是 MIPS 处理器的汇编语言编辑器，汇编器，模拟器和调试器，由密苏里州立大学（ src ）的 Pete Sanderson 和 Kenneth Vollmar 开发。

你在这里免费获得 MARS。至于安装 4.5 版本，你可能需要从此处为你的系统提供合适的 Java SDK

在组装之前，这个模拟器的环境可以简单地分成三个部分： 左上角的编辑器，正在编写所有代码，编辑器/输出正下方的编辑器和代表 CPU 的寄存器列表对于我们的计划。

组装后（通过简单地按 F3）环境发生变化，两个新的段获得编辑器的位置： 文本段在哪里

i）每行汇编代码在基本列中清除伪指令（我们将在一秒内讨论）

ii）代码列中每条指令的机器代码，

以及数据段，我们可以看一下具有 little-endian 顺序的处理器的内存表示。

组装完成后，我们可以一次性（F5）或逐步（F7）执行我们的代码，并将执行的几个步骤倒退到后面（F8）。

现在，让我们看一下上面的示例代码并解释每一行：

.text
.globl main
main:            #main function

li    $v0, 11    #11=system code for printing a character, $v0=register that gets the system code for printing as value
la    $a0, 'a'   #'a'=our example character, $a0=register that accepts the character for printing
syscall          #Call to the System to execute our instructions and print the character at the a0 register 

li $v0, 10       #11=system code for terminating, $v0=register that gets the system code for terminating (optional, but desirable)
syscall          #Call to the System to terminate the execution

MARS 接受并导出 .asm 文件类型的文件

但是上面的代码只打印了一个字符，那么好的 Hello World 呢？怎么样，不知道，添加一些数字还是什么？好吧，我们可以改变我们的一点点：

.data               #data section 
str: .asciiz "Hello world\n"  
number: .word 256
 
.text                 #code section 
.globl main 
main: 
li       $v0, 4                #system call for printing strings 
la       $a0, str              #loading our string from data section to the $a0 register
syscall  
       
la       $t0, number        #loading our number from data section to the $t0 register
lw       $s1, 0($t0)        #loading our number as a word to another register, $s1 

addi     $t2, $s1, 8         #adding our number ($s1) with 8 and leaving the sum to register $t2

sw       $t2, 0($t0)        #storing the sum of register $t2 as a word at the first place of $t0

li       $v0, 10               # system call for terminating the execution
syscall 

在通过 MARS 说明结果之前，需要对这些命令进行更多解释：

• 系统调用是操作系统提供的一组服务。要使用系统调用，需要将调用代码放入$ v0 寄存器以进行所需操作。如果系统调用有参数，则将它们放在$ a0- $ a2 寄存器中。这是所有系统调用。

• li（load immediate）是一个伪指令（稍后我们将讨论），它立即加载一个带有值的寄存器。la（加载地址）也是一个伪指令，用于将地址加载到寄存器。使用 li $v0, 4，$ v0 寄存器现在已经将 4 作为值，而 la $a0, str 将 str 的字符串加载到 $a0 寄存器。

• 一个字 （就我们所说的 MIPS 而言）是一个 32 位序列，其中第 31 位是最高有效位，第 0 位是最低有效位。

• lw（加载字）从存储器传输到寄存器，而 sw（存储字）从寄存器传输到存储器。使用 lw $s1, 0($t0) 命令，我们加载到 $s1 寄存器，该寄存器位于 $t0 寄存器的 LSB 处（这就是 0 在这里的符号，这个字的偏移量），也就是 256。$t0 这里有地址，而 $s1 有值。sw $t2, 0($t0) 做了相反的工作。

• MARS 使用 Little Endian ，意味着一个字的 LSB 存储到存储器的最小字节地址。

• MIPS 使用字节地址，因此地址与前一个地址和下一个地址相差 4。

通过汇编之前的代码，我们可以进一步了解内存和寄存器的交换方式，从数据段中禁用十六进制值：

或从数据段启用 ASCII：

像这样开始吧

$ java -jar Mars4_5.jar

创建此文件并保存。

    .text
main:
    li    $s0,0x30
loop:
    move    $a0,$s0        # copy from s0 to a0
    
    li    $v0,11        # syscall with v0 = 11 will print out
    syscall            # one byte from a0 to the Run I/O window

    addi    $s0,$s0,3    # what happens if the constant is changed?
    
    li    $t0,0x5d
    bne    $s0,$t0,loop
    nop            # delay slot filler (just in case)

stop:    j    stop        # loop forever here
    nop            # delay slot filler (just in case)

按 F3 组装它，然后按运行。现在你开始编译并执行 MIPS 代码。