MIPS指令练习

Question

我是MIPS的新手，我们在课堂上做了一个练习，如果寄存器s6 s0的第七个位置(从右边)的位是"1“(否则寄存器s6保持不变)，那么我们必须编写一系列MIPS指令，将值"-1”写入到MIPS寄存器。假定s0的前16位都是零。

供参考(如有错误)：

伪码：

if(s0[10]==1)
  s6 <- -1:

MIPS指令：

andi $t1, $s0, 0x0040
beq $t1, $0, END_IF
addi $s6, $0, -1

我真的不明白为什么我们要考虑s0[9]，以及我们是如何得到MIPS指令的。有人能详细解释一下它的工作原理吗？我被告知，我们必须做一个“面具”，以看看是否有一点在登记簿，但目前还不太清楚。

编辑：if(s0[9]==1) -> if(s0[10]==1)

Answer 1

要理解为实现伪代码而产生MIPS指令的原因，您必须首先了解按位操作的基本知识。在本例中，您处理的是一个按位和操作。是一种很好的方式来检查是否设置了某些位。这样的检查通常涉及使用所谓的位掩码。位掩码利用布尔逻辑的恒等属性。换句话说，任何位和a 1都保留了它的值，而任何位和0的结果都是零。考虑以下几个例子：

      01000
(AND) 11000
      -----
      01000


      01010
(AND) 11111
      -----
      01010


      01010
(AND) 00000
      -----
      00000

注意位掩码11111如何保留第一个操作数的原始值，而位掩码00000总是导致00000。

现在把这个应用到你的问题上。如果您想要检查是否设置了一个特定的位，比如位于最右边的第11位，那么您可以创建一个位掩码，其中第11位设置为1，其余位设置为零。例如，从十六进制到二进制，我们有：

0x400 = 0000010000000000

请注意，在十六进制值0x400中，最右边位置的第11位设置为1。记住，这只是当我们从1开始计数的时候。

把一切都放在一起。为了检查$s0[10] == 1 (第11位)，我们知道我们可以使用十六进制值0x400和一个按位和。如果设置了第11位，则$s0 AND 0x400的结果将导致非零值。否则，结果为零。现在让我们理解MIPS代码。

andi $t1, $s0, 0x00400  ; perform the AND and store the result in $t1
beq $t1, $0, END_IF     ; if $t1 is zero, then the 11th bit must not have been set. BRANCH past the following instruction!
addi $s6, $0, -1        ; Ah! We didn't take the branch so the 11th bit was set, so assign -1 to $s6
END_IF:

希望这能澄清你所看到的。

备注--这是您最初的请求：“如果寄存器s0的第七个位置(从右边)的位为"1”，则“编写一系列写入值的MIPS指令"-1”(否则寄存器s6将保持不变)。

我们可以使用与上面相同的逻辑，但我们需要一个不同的位掩码。从右边检查第7位的位掩码看起来像0x40 = 01000000。在这里，我们必须小心根据措辞。右边的第7位意味着我们没有从零开始计数。，所以如果我们编辑位掩码，我们实际上可以使用与以前完全相同的算法。

andi $t1, $s0, 0x40     ; perform the AND and store the result in $t1
beq $t1, $0, END_IF     ; if $t1 is zero, then the 7th bit must not have been set. BRANCH past the following instruction!
addi $s6, $0, -1        ; Ah! We didn't take the branch so the 7th bit was set, so assign -1 to $s6
END_IF:

Answer 2

MIPS变成更多的人工指令：

$t1 = $s0 bitand 0x00400   # note that 0x00400 is the 10th bit set, so anding s0 against that will give a number that is either 0, or 0x00400 if the 10th bit was set)
if $t1 == 0 -> goto endif
else  $s6 = -1

因此，如果没有设置第10位，转到endif，否则设置s6