将陆续上传新书《自己动手写CPU》，今天是第39篇，我尽量每周四篇，但是最近已经很久没有实现这个目标了，一直都有事，不好意思哈。

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今天继续对MIPS32中加载存储指令进行说明（主要是swl、swr），上次已经介绍一些其他的加载存储指令，大家可以回顾。

9.1.5 存储指令swl、swr说明

      存储指令swl、swr的格式如图9-12所示。

•  当指令中的指令码为6‘b101010时，是swl指令，非对齐存储指令，向左存储

      指令用法为：swl rt, offset(base)

      指令作用为：将地址为rt的通用寄存器的高位部分存储到内存中指定的地址处，存储地址的最后两位确定了要存储rt通用寄存器的哪几个字节。swl指令对存储地址没有对齐要求，这是与前面介绍的sh、sw指令的不同之处。在大端模式、小端模式下，swl指令的效果不同，因为OpenMIPS是大端模式，所以此处只介绍在大端模式下swl指令的效果。假设计算出来的存储地址是storeaddr，storeaddr最低两位的值为n，storeaddr最低两位设为0后的值称为storeaddr_align，如下。

存储地址storeaddr = signed_extended(offset) + GPR[base]

n = storeaddr[1:0]

storeaddr_align = storeaddr – n

      例如：假设计算出来的存储地址是5，swl指令要向地址5存储数据，那么storeaddr就等于5，n等于1，storeaddr_align等于4。

      swl指令的作用是将地址为rt的通用寄存器的最高4-n个字节存储到地址storeaddr处。

      继续上例，此时storeaddr_align为4，n为1，所以将地址rt的通用寄存器的最高3个字节存储到从地址5开始处，对应的是地址为5、6、7的三个字节，如图9-13所示。一个更加通用的描述如图9-14所示。

•  当指令中的指令码为6‘b101110时，是swr指令，非对齐存储指令，向右存储

      指令用法为：swr rt, offset(base)

      指令作用为：将地址为rt的通用寄存器的低位部分存储到内存中指定的地址处，存储地址的最后两位确定了要存储rt通用寄存器的哪几个字节。还是假设计算出来的存储地址是storeaddr，storeaddr的最低两位的值为n，storeaddr最低两位设为0后的值称为storeaddr_align，如下。

存储地址storeaddr = signed_extended(offset) + GPR[base]

n = storeaddr[1:0]

storeaddr_align = storeaddr – n

      例如：假设计算出来的存储地址是9，swr指令要向地址9存储数据，那么storeaddr就等于9，n等于1，storeaddr_align等于8。

      swr指令的作用是将地址为rt的通用寄存器的最低n+1个字节存储到地址storeaddr_align处。

      继续上例，此时storeaddr_align为8，n为1，所以将地址rt的通用寄存器的最低2个字节存储到从地址8开始处，对应的是地址为8、9的两个位置，如图9-15所示。一个更加通用的描述如图9-16所示。

      swl与swr指令配合可以实现向一个非对齐地址存储一个字，而且只需要使用2条指令，提高了效率。例如：使用一般指令向地址7处存储一个字，那么可以使用以下代码实现，共5条指令。

sll $2, $1, 24       # 要存储的数据在$1中，将$1的最高字节存储到$2
sb  $2, 7($0)        # 存储最高字节到地址为7的内存处
sll $2, $1, 8        # 将$1的第2、1字节保存到$2中
sh  $2, 8($0)        # 存储第2、1字节到地址为8、9的内存处
sb  $1, 10($0)       # 存储第0字节到地址为10的内存处

      而有了swl、swr指令后，只需要2条指令即可。如下，图9-17是对这个过程的描述。

swl $1, 7($0)
swr $1, 10($0)

自己动手写CPU之第九阶段（3）——加载存储指令说明2（swl、swr）