了解 `lw` 和 `sw` 在 MIPS 程序中的实际工作方式

Question

我在理解MIPS 程序中的内容sw和lw操作时遇到了一些困难。我对这个话题的理解是，我们lw用来将数据从内存传输到寄存器，反之亦然sw。但这究竟是如何实现的呢？

假设我们有以下代码行：

lw Reg.Dest, Offset(Reg.Source)
sw Reg.Source, Offset(Reg.Dest)

如果我们专注于lw它本质上是存储来自内存的数据，并将该数据Reg.Source的地址乘以Offset，始终是 $4$ 的倍数，因为寄存器处理 $32$ 位，而内存使用 $8$ 位，进入特定地址寄存器等于Offset + Reg.Source- 所以如果我们说Offset = 16, Reg.Source = $s1 = 12那么寄存器会将内存中的数据存储到寄存器中的地址 $28$ 中。

假设我的理解lw是正确的，那么我的问题是如何sw工作？

PS：如果答案也可以只包含一个线性示例，例如sw $t0, 32($s3).

Answer 1

lw（加载字）将一个字从内存加载到寄存器中。

lw $2, 4($4) # $2 <- mem($4+4)

$2 是目标寄存器，$4 是地址寄存器。而信息的来源是记忆。

4 是添加（未乘）到地址寄存器的偏移量。这种内存访问称为基于寻址，在许多情况下非常有用。例如，如果 $4 保存结构的地址，则偏移量允许选择结构的不同字段。或者数组中的下一个或前一个元素等。偏移量不必是 4 的倍数，但（地址寄存器 + 偏移量）必须并且大多数时候两者都是。

Sw 类似，但将寄存器存储到内存中。

 sw $5, 8($7) # mem[$7+8] <- $5

同样，$7 是保存内存地址的寄存器，8 是偏移量，$5 是将写入内存的信息的来源。

请注意，与其他 MIPS 指令相反，第一个操作数是源，而不是目标。这可能是为了加强地址寄存器在两条指令中扮演类似角色的事实，而在 lw 中它用于计算数据源的内存地址，而在 sw 中则用于计算内存目标地址。