MiPS16e与32汇编代码

对于MIPS CPU而言，减小代码尺寸的一种办法是把代码编译成MIPS16指令。常规的MIPS指令是32位长度的，MIPS16指令的长度则是16位，使用这种办法，通常能够把代码尺寸缩小30%-40%（和ARM CPU的Thumb指令能达到的空间节约程度差不多）。但是，并不是所有代码都能编译成MIPS16位指令，因为MIPS16指令只是MIPS32指令的一个子集，比如，对协处理器CP0的操作就无法用MIPS16指令完成。这就意味着：异常和中断处理都必须编译为MIPS32指令。经过分析发现，和体系结构相关的汇编代码（包括异常和中断处理部分的代码）编译之后所占的空间不是太多，不到100KB的样子在MIPS架构中，为了优化代码空间，引入了MIPS16指令集，这是一种16位的精简指令集，相比于传统的32位MIPS指令，可以显著减少代码大小，通常能节省30%-40%的空间。MIPS16指令集是MIPS32指令集的一个子集，这意味着它不能包含所有MIPS32指令的功能，特别是涉及协处理器如CP0的操作。由于异常和中断处理通常需要完整功能的MIPS32指令，因此这部分代码需要保持为32位格式。在项目实践中，为了平衡代码尺寸和功能，可以将大部分C代码编译为MIPS16指令，而将与系统架构密切相关的汇编代码，包括异常和中断处理，编译为MIPS32指令。然而，这样的混合使用可能导致链接错误，如"jump to stub routine without jal"，这是因为MIPS16和MIPS32之间缺乏有效的跳转机制。在这种情况下，当一个MIPS32函数的最后一条指令调用了MIPS16函数时，如果没有使用jal指令进行模式切换，链接器就会报错。解决这个问题的方法之一是利用函数属性`__attribute__((nomips16))`或`__attribute__((mips16))`来明确指定函数应该被编译为哪种模式。例如，如果`bar()`函数是MIPS16模式，那么调用它的`foo()`函数也应该被标记为MIPS16模式，以避免模式切换。这样，就可以避免链接器报错，并确保代码的正确执行。在进行这样的移植工作时，需要手动识别并修改源代码中涉及MIPS16和MIPS32转换的部分，虽然工作量可能较大，但这是保证程序正确运行和优化代码空间的关键步骤。工程师在面对此类问题时，需要有耐心和细心，因为这类任务体现了专业技能和经验的价值，不是任何人都能轻易完成的。 MIPS16指令集提供了一种有效的代码压缩方法，但同时也带来了模式转换的挑战。正确理解和运用MIPS16与MIPS32之间的转换规则，以及适当使用函数属性，是编写高效、兼容的MIPS程序的关键。在实际开发中，应当根据代码的具体需求和系统限制，灵活选择合适的指令集，并处理好模式切换问题，以达到最佳的性能和资源利用率。