将值存储到数组的每个元素中：将 C do{}while 循环转换为 MIPS asm
Store a value into every element of an array: converting a C do{}while loop to MIPS asm
我需要将此 C++ 函数转换为 MIPS 程序集：
int set(int a[], int n, int v)
{
int i;
i = 0;
do {
a[i++] = v;
} while ( i < n);
return i;
}
其中数组的地址在$a0，n在$a1，v在$a2。
这是我在 MIPS 中编写函数的尝试，但我得到“指令引用 0x00400054 处的未定义符号”。在 main 中（由我的教授提供）有一个调用 jal set 应该调用 set 函数，我很确定我的错误与此有关。我也不知道我是否成功转换了功能。这是我的尝试：
.text
set:
li $t0, 0
addi $t0, $t0, 0
sll $t1, $t0, 2
add $t1, $t1, $a0
L1: lw $t1, 4($t1)
sw $a2, 0($t1)
blt $t0, $a1, L1
我正在使用 QTSPIM，如果这很重要的话。我很感激任何帮助，如果你有任何关于 MIPS 编程的建议，那也很好。
更新：
现在正在链接文件，但我遇到了“异常发生在 PC=0x004000f0”和“data/stack 中的错误地址读取：0x00000000”的无限循环。这是我的更新文件：
.text
.globl set
set: addi $t0, $t0, 0 #i = 0;
sll $t1, $t0, 2 #offsets 4 * i
add $t1, $t1, $a0 #pointer to a[i]
L1: lw $t1, 4($t1) #a[i++]
sw $a2, 0($t1) #a[i++] = v
blt $t0, $a1, L1 #continue the loop as long as i < n
为什么我的代码必须在 .globl 中？ .text 的目的是什么？
好的，有一些问题。
更正后的代码在底部。实际上有两种方法可以做到这一点，具体取决于 C 代码的翻译需要达到的字面意思。您的部分概念问题可能是您试图将这两种方法的部分结合起来。
根据评论反馈[重复]（例如 li 然后 addi），您将原始代码中的前两条指令合并为一条。但是，如果只使用一个，li 是正确的，因为 addi 将寄存器添加到自身，但你不能依赖初始值为零。
sll 正在移位一个值为零的寄存器，因此 inst 没有做任何事情。
要用 a0 加载 t1，您需要使用 add $t1,$a0,0 [或 add $t1,$a0,$zero]
lw 没有用 [C 代码不加载 a，为什么要 asm？]。
但是，我稍微改变了一下，因为循环仍然无法正常工作。
在你的 blt 之后没有 return 所以即使循环有效，它也会 "fall off the edge of the world"。每个 called asm 例程 [像 jal set 一样被调用的例程] 必须有一个 explicit return 语句，它是 jr $ra
注意：在 MIPS asm 中，a*[参数寄存器]可以被被调用者修改，所以循环在 a0 而不是 t1（即调用者 期望 他们将被丢弃）
无论如何，这是更正后的代码[请原谅不必要的样式清理]：
.text
.globl set
set:
li $t0,0 # i = 0
L1:
sw $a2,0($a0) # a[i] = v
add $a0,$a0,4 # advance pointer
add $t0,$t0,1 # ++i
blt $t0,$a1,L1 # continue the loop as long as i < n
jr $ra # return
如果您的原始 C 函数类似于：
int
set(int *a, int n, int v)
{
int *end;
end = a + n;
for (; a < end; ++a)
*a = v;
return n;
}
那么，这将是一个更直白的翻译：
.text
.globl set
set:
sll $a1,$a1,2 # convert int count to byte length
add $a1,$a0,$a1 # end = a + length
L1:
sw $a2,0($a0) # *a = v
add $a0,$a0,4 # ++a
blt $a0,$a1,L1 # continue the loop as long as a < end
jr $ra # return
IMO，这两种方法都是原始 C 函数的可接受实现。第一个更直白，因为它保留了索引变量 i 的 [概念]。但是，它有一条第二条没有的额外指令。
优化器可能会生成相同的代码（即第二个 asm），而不管它正在翻译哪个 C 函数（MIPS 没有 x86 asm 所具有的强大索引寻址模式）。
所以，"correct" 可能取决于你的教授有多坚持。
旁注：请注意我的两个示例之间的样式变化。也就是说，代码更改放在一边，添加一些空行以提高清晰度。
为了完整起见，这里是我在测试时创建的 main 函数：
.data
arr: .space 400 # allocate more space than count
.text
.globl main
main:
la $a0,arr # get array pointer
li $a1,10 # get count
li $a2,3257 # value to store
jal set
li $v0,1 # exit syscall number
syscall
更新：
If in the loop a[i++] = v, would I place the add $t0, $t0, 1 line before the sw $a2, 0($a0)?
不，如果 C 代码是 a[++i] = v，您会这样做。也许，最好的查看方式是先简化 C 代码。
a[i++] = v实际上是：
a[i] = v;
i += 1;
而且，a[++i] = v实际上是：
i += 1;
a[i] = v;
现在，C代码行和asm指令一一对应了。
When would I use the sll? I was reading examples and I noticed people usually do sll $t1, $t0, 2 when they're going to use a counter to go through an array.
是的。如果您仔细查看我的 second 实现，它会以这种方式使用 sll。此外，即使给出原始 C 代码，这也是我编写循环代码的方式。
Would I use the lw if the C code said something like int x = a[0]?
是的，完全正确。
另一种制作 asm 原型的方法是将 C 代码转换为 "very dumb C".
也就是说，只有 if 最简单的形式：if (x >= y) goto label。甚至 if (x < y) j = 10 也是禁区。
没有函数作用域变量或函数参数变量——只有作为寄存器名称的全局变量。
没有复杂的表达。只有简单的 x = y、x += y 或 x = y + z。因此，a = b + c + d 太复杂了。
注册变量同时用作整数值和字节指针。因此，当添加到用作指针的寄存器时，就像添加到字节指针一样，因此要递增 int 数组，您必须添加 4.
字节指针和 int 指针之间的实际区别仅在您执行 load/store 操作时才重要：lw/sw 用于 int 和 lb/sb 用于字节。
所以，这是我的第二个 C 函数，重新编码为 "dumb":
// RETURNS: number of elements changed
int
set(void)
// a0 -- "a" (pointer to int array)
// a1 -- "n" (number of elements in "a")
// a2 -- "v" (value to set into "a")
{
v0 = a1; // set return value
a1 <<= 2; // convert int count to byte length
a1 += a0; // point to one past end of array
L1:
*(int *)a0 = a2; // store v at current array location
a0 += 4; // point to next array element
if (a0 < a1) goto L1; // loop back until done
return;
}
更新#2：
In your first implementation, is add $a0, $a0, 4 the equivalent to using sll in the second implementation?
不完全是。要记住的关键是在 C 中，当我们将 1 添加到指针 [或使用 i 对其进行索引时，编译器将生成一条 increment/add 指令，该指令将 sizeof 添加到 type 指针定义为。
也就是说，对于int *iptr，指定iptr += 1将生成add $a0,$a0,4，因为sizeof(int)是4。如果我们有double *dptr，dptr += 1, 编译器会生成 add $a0,$a0,8 因为 sizeof(double) 是 8
这是 C 编译器提供的一个强大的"convenience"，因为它允许数组、指针、索引可以互换使用。
在 asm 中，我们必须手动完成 C 编译器会自动为我们完成的工作。
考虑以下情况：我们有一个值，它是数组中 个元素 的计数，称它为 count。现在，我们想知道数组将占用多少字节。我们称之为 len。这是用于确定各种类型的 C 代码：
char *arr;
len = count * sizeof(char);
len = count * 1;
len = count << 0;
// sll $a1,$a1,0
short *arr;
len = count * sizeof(short);
len = count * 2;
len = count << 1;
// sll $a1,$a1,1
int *arr;
len = count * sizeof(int);
len = count * 4;
len = count << 2;
// sll $a1,$a1,2
double *arr;
len = count * sizeof(double);
len = count * 8;
len = count << 3;
// sll $a1,$a1,3
From what I understand, using sll sets i as a counter for ints so it increments i and also iterates the array
没有。 sll 只是 MIPS 的 "shift left logical" 指令，当您需要 C 的 << 运算符时可以使用它。
你在想的是sll如何使用来达到那个效果。
为了遍历 int 的数组，我们将 index 递增 1，但我们还必须将数组指针递增 4。这就是我的第一个 asm例子做到了。终止条件为index >= count.
在我的第二个 asm 示例中，我通过将元素计数转换为字节长度（通过 ssl）并添加数组地址来消除单独的索引变量。现在 $a1 得到了数组最后一个元素的地址 + 1，终止条件是 current_address >= last_element_plus_1。请注意，current_address ($a0) 仍然必须递增 4 (add $a0,$a0,4)
要记住的一件重要事情是 asm 指令 [特别是 MIPS] 很简单（即 dumb）。他们一次只做一件事。如果语句足够复杂，单个 C 赋值语句可以生成大约 20 条指令。 asm 指令的组合方式产生了更复杂的结果。
我需要将此 C++ 函数转换为 MIPS 程序集：
int set(int a[], int n, int v)
{
int i;
i = 0;
do {
a[i++] = v;
} while ( i < n);
return i;
}
其中数组的地址在$a0，n在$a1，v在$a2。
这是我在 MIPS 中编写函数的尝试，但我得到“指令引用 0x00400054 处的未定义符号”。在 main 中（由我的教授提供）有一个调用 jal set 应该调用 set 函数，我很确定我的错误与此有关。我也不知道我是否成功转换了功能。这是我的尝试：
.text
set:
li $t0, 0
addi $t0, $t0, 0
sll $t1, $t0, 2
add $t1, $t1, $a0
L1: lw $t1, 4($t1)
sw $a2, 0($t1)
blt $t0, $a1, L1
我正在使用 QTSPIM，如果这很重要的话。我很感激任何帮助，如果你有任何关于 MIPS 编程的建议，那也很好。
更新：
现在正在链接文件，但我遇到了“异常发生在 PC=0x004000f0”和“data/stack 中的错误地址读取：0x00000000”的无限循环。这是我的更新文件：
.text
.globl set
set: addi $t0, $t0, 0 #i = 0;
sll $t1, $t0, 2 #offsets 4 * i
add $t1, $t1, $a0 #pointer to a[i]
L1: lw $t1, 4($t1) #a[i++]
sw $a2, 0($t1) #a[i++] = v
blt $t0, $a1, L1 #continue the loop as long as i < n
为什么我的代码必须在 .globl 中？ .text 的目的是什么？
好的，有一些问题。
更正后的代码在底部。实际上有两种方法可以做到这一点，具体取决于 C 代码的翻译需要达到的字面意思。您的部分概念问题可能是您试图将这两种方法的部分结合起来。
根据评论反馈[重复]（例如 li 然后 addi），您将原始代码中的前两条指令合并为一条。但是，如果只使用一个，li 是正确的，因为 addi 将寄存器添加到自身，但你不能依赖初始值为零。
sll 正在移位一个值为零的寄存器，因此 inst 没有做任何事情。
要用 a0 加载 t1，您需要使用 add $t1,$a0,0 [或 add $t1,$a0,$zero]
lw 没有用 [C 代码不加载 a，为什么要 asm？]。
但是，我稍微改变了一下，因为循环仍然无法正常工作。
在你的 blt 之后没有 return 所以即使循环有效，它也会 "fall off the edge of the world"。每个 called asm 例程 [像 jal set 一样被调用的例程] 必须有一个 explicit return 语句，它是 jr $ra
注意：在 MIPS asm 中，a*[参数寄存器]可以被被调用者修改，所以循环在 a0 而不是 t1（即调用者 期望 他们将被丢弃）
无论如何，这是更正后的代码[请原谅不必要的样式清理]：
.text
.globl set
set:
li $t0,0 # i = 0
L1:
sw $a2,0($a0) # a[i] = v
add $a0,$a0,4 # advance pointer
add $t0,$t0,1 # ++i
blt $t0,$a1,L1 # continue the loop as long as i < n
jr $ra # return
如果您的原始 C 函数类似于：
int
set(int *a, int n, int v)
{
int *end;
end = a + n;
for (; a < end; ++a)
*a = v;
return n;
}
那么，这将是一个更直白的翻译：
.text
.globl set
set:
sll $a1,$a1,2 # convert int count to byte length
add $a1,$a0,$a1 # end = a + length
L1:
sw $a2,0($a0) # *a = v
add $a0,$a0,4 # ++a
blt $a0,$a1,L1 # continue the loop as long as a < end
jr $ra # return
IMO，这两种方法都是原始 C 函数的可接受实现。第一个更直白，因为它保留了索引变量 i 的 [概念]。但是，它有一条第二条没有的额外指令。
优化器可能会生成相同的代码（即第二个 asm），而不管它正在翻译哪个 C 函数（MIPS 没有 x86 asm 所具有的强大索引寻址模式）。
所以，"correct" 可能取决于你的教授有多坚持。
旁注：请注意我的两个示例之间的样式变化。也就是说，代码更改放在一边，添加一些空行以提高清晰度。
为了完整起见，这里是我在测试时创建的 main 函数：
.data
arr: .space 400 # allocate more space than count
.text
.globl main
main:
la $a0,arr # get array pointer
li $a1,10 # get count
li $a2,3257 # value to store
jal set
li $v0,1 # exit syscall number
syscall
更新：
If in the loop
a[i++] = v, would I place theadd $t0, $t0, 1line before thesw $a2, 0($a0)?
不，如果 C 代码是 a[++i] = v，您会这样做。也许，最好的查看方式是先简化 C 代码。
a[i++] = v实际上是：
a[i] = v;
i += 1;
而且，a[++i] = v实际上是：
i += 1;
a[i] = v;
现在，C代码行和asm指令一一对应了。
When would I use the
sll? I was reading examples and I noticed people usually dosll $t1, $t0, 2when they're going to use a counter to go through an array.
是的。如果您仔细查看我的 second 实现，它会以这种方式使用 sll。此外，即使给出原始 C 代码，这也是我编写循环代码的方式。
Would I use the
lwif the C code said something likeint x = a[0]?
是的，完全正确。
另一种制作 asm 原型的方法是将 C 代码转换为 "very dumb C".
也就是说，只有 if 最简单的形式：if (x >= y) goto label。甚至 if (x < y) j = 10 也是禁区。
没有函数作用域变量或函数参数变量——只有作为寄存器名称的全局变量。
没有复杂的表达。只有简单的 x = y、x += y 或 x = y + z。因此，a = b + c + d 太复杂了。
注册变量同时用作整数值和字节指针。因此，当添加到用作指针的寄存器时，就像添加到字节指针一样，因此要递增 int 数组，您必须添加 4.
字节指针和 int 指针之间的实际区别仅在您执行 load/store 操作时才重要：lw/sw 用于 int 和 lb/sb 用于字节。
所以，这是我的第二个 C 函数，重新编码为 "dumb":
// RETURNS: number of elements changed
int
set(void)
// a0 -- "a" (pointer to int array)
// a1 -- "n" (number of elements in "a")
// a2 -- "v" (value to set into "a")
{
v0 = a1; // set return value
a1 <<= 2; // convert int count to byte length
a1 += a0; // point to one past end of array
L1:
*(int *)a0 = a2; // store v at current array location
a0 += 4; // point to next array element
if (a0 < a1) goto L1; // loop back until done
return;
}
更新#2：
In your first implementation, is
add $a0, $a0, 4the equivalent to usingsllin the second implementation?
不完全是。要记住的关键是在 C 中，当我们将 1 添加到指针 [或使用 i 对其进行索引时，编译器将生成一条 increment/add 指令，该指令将 sizeof 添加到 type 指针定义为。
也就是说，对于int *iptr，指定iptr += 1将生成add $a0,$a0,4，因为sizeof(int)是4。如果我们有double *dptr，dptr += 1, 编译器会生成 add $a0,$a0,8 因为 sizeof(double) 是 8
这是 C 编译器提供的一个强大的"convenience"，因为它允许数组、指针、索引可以互换使用。
在 asm 中，我们必须手动完成 C 编译器会自动为我们完成的工作。
考虑以下情况：我们有一个值，它是数组中 个元素 的计数，称它为 count。现在，我们想知道数组将占用多少字节。我们称之为 len。这是用于确定各种类型的 C 代码：
char *arr;
len = count * sizeof(char);
len = count * 1;
len = count << 0;
// sll $a1,$a1,0
short *arr;
len = count * sizeof(short);
len = count * 2;
len = count << 1;
// sll $a1,$a1,1
int *arr;
len = count * sizeof(int);
len = count * 4;
len = count << 2;
// sll $a1,$a1,2
double *arr;
len = count * sizeof(double);
len = count * 8;
len = count << 3;
// sll $a1,$a1,3
From what I understand, using sll sets i as a counter for ints so it increments i and also iterates the array
没有。 sll 只是 MIPS 的 "shift left logical" 指令，当您需要 C 的 << 运算符时可以使用它。
你在想的是sll如何使用来达到那个效果。
为了遍历 int 的数组，我们将 index 递增 1，但我们还必须将数组指针递增 4。这就是我的第一个 asm例子做到了。终止条件为index >= count.
在我的第二个 asm 示例中，我通过将元素计数转换为字节长度（通过 ssl）并添加数组地址来消除单独的索引变量。现在 $a1 得到了数组最后一个元素的地址 + 1，终止条件是 current_address >= last_element_plus_1。请注意，current_address ($a0) 仍然必须递增 4 (add $a0,$a0,4)
要记住的一件重要事情是 asm 指令 [特别是 MIPS] 很简单（即 dumb）。他们一次只做一件事。如果语句足够复杂，单个 C 赋值语句可以生成大约 20 条指令。 asm 指令的组合方式产生了更复杂的结果。