MIPS汇编语言实现Fibonacci数列

设计思想

发现斐波那契数列的排列规律，有1,1,2,3,5,8……,即有函数规律：f[n]=f[n-1]+f[n-2]。
先构成main函数，进行数据的初始化并编好函数框架。
包含FIB函数，依次按照规律将数据存储到buff缓冲区，并判断是否溢出。
编写print函数进行打印，根据要求先打印下标，然后是十进制数，再通过hex分支打印对应的十六进制数据。并且每行结束后打印空格。
有机地联系起来，还用到了堆栈保护特定的数据或地址。

流程图

开发环境

Windows平台+Mars环境

程序源代码

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#程序功能描述：

#输入整数N，将对应的前N个斐波那契数存入数组

#分别输出前N个元素的十进制数和十六进制数

#若数值错误，输出错误信息

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#寄存器的使用：

#$a0:存储数值N，用于在程序中传递N

#$a1:传递数组的地址

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  .data

start: .asciiz "\n Input N = "

last1: .asciiz "\n The result is: \n"

last2: .asciiz "index  Dec   Hex\n"

out1: .asciiz "\n N is not legal\n"  #N输入非法

out2: .asciiz "\n overflow\n"    #溢出

empty: .asciiz "    "

Hex:  .asciiz " 0Xxxxxxxxx\n"

buf: .word 1,1

   .space 4096       #设定数组大小

   .text

main:  la $a0,start

    li $v0,4

    syscall      #输出start字符串

    la $a0,buf     #数组首地址

    move $a1,$a0    #$a1是地址 

    li $v0,5

    syscall      #输入N

    addi $v0,$v0,-1

    move $a0,$v0    #$a0作为计数器，等于N-1

    bltz $a0,out_1   #N非法输入

     move $t5,$a1

     move $t6,$a0

     li $s1,1

     jal FIB    #按要求存储数据

     addi $a3,$a0,0

     li $a2,0

     la $a0,last1

     li $v0,4

     syscall

     la $a0,last2

     li $v0,4

     syscall

     jal print     #按要求打印数据

     li $v0,10     #退出

     syscall     

#################### FIB函数 #####################

#函数名称：FIB

#函数功能：将斐波那契数列存到数组中，并判断溢出

#寄存器功能：

#$t1,$t2:传递数组地址

#$a3:计算相应的斐波那契数

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FIB:  ble $t6,$s1,ret    #$t6<=1就返回

    lw $t1,($t5)

    lw $t2,4($t5)

    addu $a3,$t1,$t2 

    addi $t4,$0,-1    

    subu $t3,$t4,$t1   #f3=f1+f2

    bltu $t3,$t2,out_2  #判断溢出

    addi $t5,$t5,4

    sw $a3,4($t5)

    addi $t6,$t6,-1

    b FIB

#################### print函数 #####################

#函数名称：print

#函数功能：分别输出斐波那契数列的前N项的下标、十进制表示、十六进制表示

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print: bgt $a2,$a3,ret

    move $a0,$a2

    li $v0,1

    syscall   #打印下标

    la $a0,empty

    li $v0,4

    syscall   #空格

    lw $a0,($a1)

    li $v0,1

    syscall   #打印十进制数值

    la $a0,empty

    li $v0,4

    syscall  #空格

    lw $a0,($a1)

    addi $sp,$sp,-16

    sw $ra,12($sp)

    sw $a0,8($sp)

    sw $a2,4($sp) 

    sw $a1,($sp)   #用堆栈存储来保护寄存器中的值

    jal hex      #调用hex函数转换成十六进制

    lw $ra,12($sp)

    lw $a0,8($sp)

    lw $a2,4($sp)

    lw $a1,($sp)      #恢复相应寄存器的值

    addi $sp,$sp,16

    la $a0,Hex

    li $v0,4

    syscall        #输出转换好的的十六进制字符串

    addi $a1,$a1,4

    addi $a2,$a2,1

    b print   

hex:  la $a0, Hex 

    lw  $a1,8($sp)

     li $a2, 7           #循环次数

      addi $t1, $a0, 10      #从位置buf+10处开始存放16进制数

loop:   andi $t0, $a1, 0x0f   #取a1的低4位

    srl $a1, $a1, 4       #a1右移4位

    bge $t0, 10, char      #t0大于等于10跳转到为A-F处理

    addi $t0, $t0, 0x30     #0的ASCII码为0x30，在原先基础上加0x30

     b put

char:    addi $t0, $t0, 0x37   #A的ASCII码为65，在原先基础上加(65-10)

put: sb $t0, ($t1)      #放置字符

    addi $t1, $t1, -1     #放置位置前移一个字符

    addi $a2, $a2, -1    #将循环次数减1

    bgez $a2, loop       #判断循环是否结束

    jr $ra

out_1: la $a0,out1    #N非法

    li $v0,4

    syscall

    b out

out_2: la $a0,out2    #数值出现溢出

    li $v0,4

    syscall

    b out

ret:  jr $ra      #返回地址

out: li $v0,10       #退出

   syscall