3.6.4 技术特征
1）寄存器组织形式
MIPS寄存器主要包括通用寄存器、特殊寄存器、浮点寄存器。MIPS 32体系结构实现了32个32位的通用寄存器，为第0号寄存器到第31号寄存器，这些寄存器可供指令使用，其中两个寄存器较为特殊：第0号通用寄存器不论指令向里面写入什么值，读出的总是0；而第31号通用寄存器通常被子程序调用指令用来存储返回地址。
尽管除了第0号寄存器外，硬件并没有对寄存器的使用方法进行规定，但是在实际应用时还是需要约定一些规则。硬件并不关心这些规则，不过，如果需要移植其他子程序、编译器或操作系统，那么最好遵循这些惯例。
MIPS体系结构定义了以下3个特殊寄存器：
（1）PC：程序计数器，保存当前执行程序的地址。
（2）LO：保存乘法指令低位结果或除法指令的商。
（3）HI：保存乘法指令高位结果或除法指令的余数。
MIPS体系结构还定义了以下3种浮点寄存器：
（1）32个32位浮点寄存器（FPR）。
（2）5个FPU控制寄存器，用于识别和控制FPU。
（3）8个浮点条件代码，它们是FCSR寄存器中的一部分。
除了32个通用寄存器、3个特殊寄存器、45个浮点寄存器外，在系统控制协处理器中也有很多特权寄存器，用于高速缓存、例外中断情况处理等方面。
2）存储系统组织形式
MIPS 32TM支持数据在存储器中可以小端格式或大端格式进行存储，在MIPS 32TM体系结构中，用户可访问的存储空间地址范围从0x00000000～0x7FFFFFFF，共计2 GB。0x7FFFFFFF向下增长至0x10000000，可作为堆栈段。具体见表3- 5。
表3-5 MIPS 32TM地址空间划分
数据段又分为静态存储区和动态存储区，分别用于存储全局变量和动态分配的变量。一般而言，取＄gp＝0x10008000，位于0x1000000～0x10007FFF的一段32 KB空间用作静态存储区，动态存储区从0x10008000向上增长，最高可达0x7FFFFFFF。当以＄gp为基地址时，lw和sw指令可向上或向下各寻址32 KB的空间，共计64 KB。堆栈段从0x7FFFFFFF开始向下增长，最低可增长至0x10000000，用于存储。对于MIPS而言，使用Havard架构，默认程序总是0x00000000启动，数据总是从0x00040000开始存储，而且所有外设（如串口）均映射在数据存储空间，即使用存储器映射IO的形式。配置程序段和数据段的地址是通过设置链接器（linker）的脚本（script）完成的。
3）中断和异常管理
（1）MIPS的异常机制。MIPS对异常处理的方法是给异常分配一些类型，由软件给它们定义一些优先级，然后由同一个入口进入异常分配程序，在分配程序中根据类型及优先级确定该执行哪个对应的函数。这种机制对两个或几个异常同时出现的情况也是适合的。
异常处理函数执行完成后，会回到异常分配函数那里。异常分配函数中有一个eret指令，用于回归原来被中断的程序继续执行；eret指令会把中断响应打开，并把状态级由kernel转到user级，并返回原地址继续执行。
（2）中断。MIPS CPU有8个独立的中断位（在Cause寄存器中），其中，6个为外部中断、2个为内部中断（可由软件访问）。一般来说，片上的时钟计数/定时器，会连接到一个硬件位上去。在软件中实现中断优先级的方案，给各种中断定优先级；CPU在运行时总是处于某个优先级（即定义一个全局变量）；中断发生时，只有等于高于CPU优先级的中断优先级才能执行（如果CPU优先级处于最低，那么所有的中断都可以执行）；同时有多个中断发生时，优先执行优先级最高的那个中断程序。