检查输入字符的最干净的方法是在汇编中0~9之间

Question

问题是在RISC-V中将字符串转换为int

如果存在非0~9字符，立即返回-1

但是我想知道是否有任何方法可以使用最小指令来检查它

我的方法是将48和57 (对应于ASCII中的0~9 )放入temp寄存器，

并使用2个分支，首先检查<=57，然后检查>=48

但是它使用了太多指令，且需要额外的临时寄存器来存储48和57。有没有其他有效的方法？

Answer 1

是的，既然你无论如何都要减去'0'，那就这样做，然后对c <= 9或c < 10进行无符号比较。有关范围检查的技巧，请参阅What is the idea behind ^= 32, that converts lowercase letters to upper and vice versa?。

我们可以用C来做这件事，然后看看它是如何编译的，作为紧凑的RISC-V实现的起点。这个C的结构类似于NASM Assembly convert input to integer?中的asm，希望GCC或clang也能使用类似的循环结构。如果您手动翻译它，您可能需要这种循环结构，或者调整它以在有序的RISC-V上进行更好的软件流水线，特别是为了隐藏加载使用延迟。这种循环结构在OoO推测性执行隐藏分支和加载使用延迟的现代x86上非常好用。

// C intentionally written exactly like hand-written asm
// Translate this to asm by hand, including the loop structure.
// or compile it if you want more bloated asm.

unsigned str_to_uint(const unsigned char *p) {
    unsigned dig = *p - '0';
    unsigned total = dig;  // peel first iter, optimize away the  + 0 * 10
    if (total < 10)        // <10 can share a constant with *10
        goto loop_entry;
    else // fall through to the uncommon case of no valid digits
        return 0;

    do {
        total = total*10 + dig;
     loop_entry:            // branch target = loop entry point
        dig = *++p - '0';
    } while(dig < 10);

    return total;
}

我使用taken分支跳过了第一次迭代中的total * 10 + dig，所以我们也可以让它作为我们进入循环的入口，以最小化总代码量。

另一种选择是将另一个循环迭代剥离到循环的顶部。这是GCC和clang在用-O3或-O2编译时所选择的。使用-Os，gcc将其反优化为一个循环，其底部为j，中间为btgu break。(Godbolt compiler explorer)。我不知道有什么-march=、RISC-V、arch或tune选项可以尝试。

因此，如果您想要在代码大小和效率之间取得良好的平衡(特别是对于常见的1位或2位数字的情况)，您可能应该手动“编译”它。

GCC使用(x<<3) + (x<<1)乘以10；clang使用mul (在循环内部，mul和bltu循环分支之间共享一个常量。不幸的是，在循环之外，clang会与9进行比较，比如9 < total，所以它需要这两个常量。( RISC-V是否有bge <=比较？IDK，TODO / edit欢迎讨论这是否是一个遗漏的优化)。