피연산자

1. 개요
   • 연산자의 정의된 연산을 하기위하여 사용되는 레지스터나 상수, 레이블 ,메모리주소 등을 뜻하는 용어
   • 레지스터는 데이터를 저장하는 장치중 속도가 가장 빠른 장소이므로 일부 레지스터만 사용가능.
   • 더 적은 레지스터를 필요호 하는 순서로 연산을 함으로써 더 많은 피연산자를 레지스터에 할당할 수 있게 됨
2. 피연산자 데이터 단위

   • 데이터 단위	크기
     word	32bit
     half word	16bit
     byte	8bit

     MIPS 명령어 및 레지스터는 32비트 로 구성되어있음

   • Q) C언어로 F = (G + H ) - (I + J);를 MIPS로 표현하시오
     ($s0 = F, $s1 = G, $s2 = H, $s3 = I, $s4 = J)
   • A) MISP
     add $t0, $s1, $s2
     add $t1, $s3, $s4
     sub $s0, $t0, $t1
3. 메모리 피연산자
   • 프로그래밍 언어에는 단순 변수가 아닌 자료형이 존재 (구조체, 배열)
   • 레지스터는 소량의 데이터만 저장할 수 있기 때문에 나무지 데이터는 메모리(Heap, stack) 에 저장 후 주소에 접근하여 사용함
   • 메모리와 레지스터간 데이터를 주고받는 명령어를 데이터 전송 명령어(Data Transfer Instruction)이라고 함
4. 메모리 주소 접근(적재 명령어)
   • 메모리는 주소가 인덱스의 역할을 하는 일차원 구조
   • 메모리에서 레지스터로 데이터를 복사해 오는 데이터 전송 명령어를 적재(Load)라고 함
   • 적재 명령어는 연산자(lw) + 값을 저장할 레지스터 + 메모리 접근에 사용할 상수 및 레지스터로 구성됨
   • 4 ($s3) == [Memory address + 4 ]
     • 출처: fastcampus

   • Q) 다음 문장을 MIPS 명령어로 치환하라
     g = h + A[1];
     출처: fastcampus
     g,h는 각각 $s1, $s2에 할당
     배열 A의 시작주소는 $s3에 할당

   • A) MISP
     lw $t0, 4($s3) add $s1 , $s2 , $t0
     • 데이터 전송명령어 상수 부분(4)를 offest 이라고 함
     • 자료구조의 시작주소를 가르키는 레지스터($s)를 Base register 라고 함
     • MIPS에서 시작주소는 항상 4의 배수여야 한다(정렬 제약)
5. 메모리 주소 접근(저장 명령어)
   • 적재와 반대로 레지스터에서 메모리로 데이터를 보내는 명령을 저장(store)이라고 함
   • 적재명령어와 같은 구조
   • 연산자(sw) + 저장할 데이터를 가진 레지스터 + 메모리 주소 레지스터 및 상수(offset)의 조합

   • 출처: fastcampus

   • Q) 다음 MIPS 명령어를 C언어로 치환하라
     lw $t0, 8($s3)
     add $t0, $s1, $t0
     sw $t0, 32($s3)
     h는 $s1에 할당
     배열 A의 시작주소는 $s3에 할당

   • 출처: fastcampus

   • A) C언어
     A[8] = h + A[2]
     • 배열 A의 인덱스 2에 접근하기 위해서는 2*4 = 8을 $s3에 더해야함
     • 배열 A의 인덱스 2의 값을 임시레지스터 $t0에 저장
     • $s1에 저장된 h의 값과 add 연산
     • sw 연산을 이용하여 A[8]에 값을 저장하기 위해서는 베이스 레지스터에 8*4 = 32의 값을 더해야함
6. 수치연산
   • 프로그램 연산에서 레지스터가 아닌 상수를 사용하는 경우
   • 상수 필드를 갖는 산술 명령어를 사용시 메모리에서 적재하는것 보다 효율적
   • 사용빈도가 높으면 상수를 명령어에 포함하는 것이 좋음(Common case fast)
   • 연산자 : addi(add와 같은 구조)
   • Q) A[8] = h + 10을 MIPS로 치환하라
     h는 $s1에 저장되어 있다
     배열 A의 베이스 레지스터는 $s3이다
   • A) MISP
     addi $t0, $s1, 10
     sw $t0, 32($s3)