sll 和 add 在翻译后的 MIPS 代码中的目的是什么？

我正在阅读一些关于将 C 语句转换为 MIPS 的 MIPS 注释。

交换函数的C代码如下：

swap ( int v[],int k) {
    int temp;
    temp = v[k];
    v[k] = v[k + 1];
    v[k + 1] = temp;
}

我被告知 k 映射到 $5，v[] 的基地址映射到 $4，temp 映射到 $15。交换函数接受参数 k = 3 并假设 v 的基地址是 2000。

以下简化的 MIPS 版本：

swap:

    sll $2,$5,2
    add $2,$4,$2
    lw  $15,0($2)
    lw  $16,4($2)
    sw  $16,0($2)
    sw  $15,4($2)

这里的困惑是为什么翻译后的 MIPS 中有 sll 和 add？

这来自于 byte addressable，就像大多数现代机器一样。

字节寻址意味着处理器可以访问内存的每个单独字节——在这样的系统中，将有效字节地址值加 1 意味着引用内存的下一个连续字节。

int 数据类型使用的字为 32 位宽，因此需要 4 个字节的内存。因此，a[0]占用字节addr+0、addr+1、addr+2和addr+3，其中addr是a的字节地址. a[1] 与 a[0] 偏移 4 个字节，位于 addr+4！

C 知道“int 数组”的元素每个需要 4 个字节，因此 4 个字节分隔，因此它知道引擎盖下的 a+i 表示 a + i * 4，这将引用到数组中每个元素的 4 个连续地址，从 i*4 开始，为所有较低的元素留出空间。

计算 i * 4 有时被称为“缩放”。而在 C 中我们可以直接引用索引位置 a[i]，而在汇编中我们必须显式地缩放索引。

sll 是乘以 4 的有效方法——sll 中的常数 2 表示向左 2 位（又名：* 100₂，即 * 100 二进制）。

加法将数组基数与缩放索引相加，以得出数组引用所需字的实际地址。

我们还可以看到使用常量 0 或 4 生成的代码。因为这些常量也被缩放，所以 4 指的是超出计算值的数组的下一个元素。也就是说，如果 0($2) 指的是 a[k]，那么 4($2) 指的是 a[k+1]。