MIPS 汇编如何使用 if 和 else 从 C 到 MIPS 汇编的翻译

如何解决MIPS 汇编如何使用 if 和 else 从 C 到 MIPS 汇编的翻译

所以我在 C 中有这段代码,我必须将其翻译成汇编

    int a[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    int i,j,k;
    i = 1;
    goto abc;
def:
        j = 1;
        k = 4;
    goto ghi;
    i = 2;
abc:
    goto def;
ghi:
    if (i==j){
        a[2] = a[3];
    }else{
        a[2] = a[4];
    }
    while(k>0){
        a[k] = 7;
        k = k - 1;
    }
    if((i>k) && (i<10)){
        if((k==6) || (j>=i)){
            a[9] = 400;
        }else{
            a[9] = 500;
        }
    }
    switch(j){
        case 0: a[6] = 4; break;
        case 1: a[6] = 5; break;
        case 2: a[6] = 6; break;
        case 3: a[6] = 7; break;
    }
    

我只能将 goto 部件转换为装配体,因为我不知道如何将 if 的 else 和 switch 命令转换为 MIPS 装配体 这是我到目前为止所做的

.text
main:
    li  $t0,1
    lw  $t0,variableI      ## i = 1
    j abc               ## goto abc
def:
    li  $t0,variableJ      ## j=1
    li  $t0,4
    lw  $t0,variableK      ## k=4
    j ghi               ## goto ghi
    li  $t0,2
    lw  $t0,variableI      ## i = 2
abc:
    j def               ## goto def
ghi:
    
    

.data
variableI:  .word
variableJ:  .word
variableK:  .word
vetorA:     .word 0,9

没有必要为我翻译所有代码,只需要很好地解释如何使用 if 和 else ,因为我还没有在网上找到任何很好的解释。

解决方法

在线说明集手册将涵盖所有内容。以及编译器。

unsigned int fun ( unsigned int a,unsigned int b,unsigned int c )
{
    unsigned int r;
    
    r = 0;
    if(a==5)
    {
        r=6;
    }
    return(r);
}

mips-elf-gcc -O2 -c -fno-delayed-branch so.c -o so.o
mips-elf-objdump -d so.o

so.o:     file format elf32-bigmips


Disassembly of section .text:

00000000 <fun>:
   0:   24020005    li  $2,5
   4:   10820004    beq $4,$2,18 <fun+0x18>
   8:   00000000    nop
   c:   00001025    move    $2,$0
  10:   03e00008    jr  $31
  14:   00000000    nop
  18:   24020006    li  $2,6
  1c:   03e00008    jr  $31
  20:   00000000    nop

等于和不等于很容易,bne,beq...

在这种情况下,编译器通常会生成相反的东西

return reg = 0;
compare input reg with 5
if NOT equal then branch to skip
return reg = 6
skip:
return

但并非总是如此,gcc 会这样做

   0:   24020005    li  $2,18 <fun+0x18>
   8:   00000000    nop

r2 是返回寄存器,现在加载一个 5 作为临时寄存器以进行比较。比较输入 reg (r4) 和 5 如果相等则分支到地址 18。如果不相等继续。

如果不相等则

   c:   00001025    move    $2,$0
  10:   03e00008    jr  $31
  14:   00000000    nop

在返回寄存器 r2 中输入 0 并返回。这条路径相当于

r = 0;
return(r);

如果等于 5 则

  18:   24020006    li  $2,6
  1c:   03e00008    jr  $31
  20:   00000000    nop

将 6 放入 r2 并返回

对于这个示例 C 代码,编译器对解决方案非常暴力,除了不会产生更多分支以具有单个退出点(非典型)。

unsigned int fun ( unsigned int a,unsigned int b )
{
    unsigned int r;
    
    r = a;
    switch(b)
    {
        case 5: r+=3; break;
        case 7: r^=3; break;
    }
    return(r);
}

有时你会看到工具生成一个跳转表,这取决于架构和其他因素,在这种情况下不会发生但如果你有 switch(b&3) 然后是四种可能的情况,我试过和 gcc没有做跳转表。

但真正的开关是什么?在这种情况下以及在所有情况下,它只不过是 if (括号中的参数,在这种情况下只是 b 本身) b is 5 else of b is 7 then。 switch 是一个 if-then-else 树,通常编译器会费心去实现。

00000000 <fun>:
   0:   24030005    li  $3,5
   4:   00801025    move    $2,$4
   8:   10a30009    beq $5,$3,30 <fun+0x30>
   c:   00000000    nop
  10:   24030007    li  $3,7
  14:   14a30004    bne $5,28 <fun+0x28>
  18:   00000000    nop
  1c:   38820003    xori    $2,$4,0x3
  20:   03e00008    jr  $31
  24:   00000000    nop
  28:   03e00008    jr  $31
  2c:   00000000    nop
  30:   24820003    addiu   $2,3
  34:   03e00008    jr  $31
  38:   00000000    nop

r = a

   4:   00801025    move    $2,$4

如果 b == 5 那么

   0:   24030005    li  $3,5

   8:   10a30009    beq $5,30 <fun+0x30>
   c:   00000000    nop

r+=3 并返回

  30:   24820003    addiu   $2,3
  34:   03e00008    jr  $31
  38:   00000000    nop

(else) 如果 b==7

  10:   24030007    li  $3,28 <fun+0x28>
  18:   00000000    nop

r ^=3 并返回

  1c:   38820003    xori    $2,0x3
  20:   03e00008    jr  $31
  24:   00000000    nop

else 返回(r 被设置为一个前面)

  28:   03e00008    jr  $31
  2c:   00000000    nop

所以它是一个简单的 if-then-else 树,带有一个非蛮力乱序的东西,r = a 被放置在 if b == 5 混合在一起的中间。

unsigned int fun ( unsigned int a )
{
    unsigned int r;
    
    r = 0;
    if(a<5)
    {
        r = 3;
    }
    return(r);
}


00000000 <fun>:
   0:   2c840005    sltiu   $4,5
   4:   14800004    bnez    $4,$0
  10:   03e00008    jr  $31
  14:   00000000    nop
  18:   24020003    li  $2,3
  1c:   03e00008    jr  $31
  20:   00000000    nop

因为 mips 的工作原理或者至少是我编译的 mips

如果小于无符号则设置

   0:   2c840005    sltiu   $4,5

由于 C 的编写方式,我们实际上可以使用 if 小于问题丢弃 a 变量。因此,如果 r4 (a) 小于 5,则“设置” r4(非零)

所以现在小于变成了一个相等或不相等的问题

if(r4 is not equal to zero) 结合上面的意思是如果a小于5则

   4:   14800004    bnez    $4,18 <fun+0x18>
   8:   00000000    nop

返回 3

  18:   24020003    li  $2,3
  1c:   03e00008    jr  $31
  20:   00000000    nop

否则返回0

   c:   00001025    move    $2,$0
  10:   03e00008    jr  $31
  14:   00000000    nop

Mips 不像大多数其他指令集那样喜欢/使用标志。大多数其他人会有一个比较指令,它执行减法并设置一堆标志,但不将减法存储到寄存器中,然后后续指令将使用这些标志。 mips 使用无标志的理念,因此进行比较并在同一指令中对其进行操作。例如另一个架构:

00000000 <fun>:
   0:   e3500004    cmp r0,#4
   4:   93a00003    movls   r0,#3
   8:   83a00000    movhi   r0,#0
   c:   e12fff1e    bx  lr

比较a和4然后如果小于或相同r = 3如果更高r = 0并返回。这在某种程度上也是非常不典型的,因为这里显示的这个指令集 (arm) 允许按指令条件执行,而不仅仅是分支是有条件的,而 mov 和 add 等不是。

这是更典型的

00000000 <_fun>:
   0:   0a00            clr r0
   2:   2d97 0002 0004  cmp 2(sp),$4
   8:   8301            blos    c <_fun+0xc>
   a:   0087            rts pc
   c:   15c0 0003       mov $3,r0
  10:   0087            rts pc

这几乎是一对一的蛮力

r = 0

   0:   0a00            clr r0

比较a(在堆栈中传入)与4

   2:   2d97 0002 0004  cmp 2(sp),$4

分支如果低于或与地址 c 相同:

   8:   8301            blos    c <_fun+0xc>

如果大于等于 5 则返回(r = 0)

   a:   0087            rts pc

如果小于5(小于等于4)则返回3

   c:   15c0 0003       mov $3,r0
  10:   0087            rts pc

(目的地在右边这里 mov $3,r0 表示 r0 = 3。$ 在这里表示常量)

,

没想到我会再次使用这些知识!希望这会有所帮助。

查看参考表并了解说明的作用会有所帮助。通常 ifelse 可以用“如果相等则分支”(beq)或“如果不相等则分支”(bne)来模拟。请查看以下参考以了解这些说明。

此外,whileswitch 使用相同的指令 - 只需考虑代码应该如何流动。

查看此参考资料,了解有关如何使用说明的更多详细信息,以及我未提及的其他内容。我会提到大部分指令应该使用寄存器,加载/保存字,分支,基本跳转,数学等。

https://inst.eecs.berkeley.edu/~cs61c/resources/MIPS_help.html

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