如果您需要在MIPS中将两个任意有符号数字相乘,是否有理由首选:
mul $t0 $s0 $s1
或者这个:
mult $s0 $s1
mflo $t0
?
我在网上发现关于每个含义的答案不一致。乍一看,我认为前者是后者的伪指令。(甚至还有一个网页声称这一点。但是从机器代码来看,mult
似乎是一个有效的 R 类型指令(操作码 0(,而mul
有一个非零操作码 (0x1c(,所以不应该是 R 类型,即使它包含 3 个寄存器?!
RISC哲学说要经常使用伪指令,因为我们只有有限的真实指令。但我只是没有想到为什么你需要两种不同的乘法。两者都会影响lo
和hi
(使用 MARS(,因此您可以使用其中之一检查溢出。那么为什么要裁员呢?为什么不告诉大家一直使用mul
呢?
mul
不是伪指令。它不会修改mult
所做的hi
或lo
寄存器。它们是指令集中不同的真实指令。
一般来说,我们有a = b * c
由于将两个 32 位数字相乘会产生 64 位结果,因此在一般情况下,我们使用mult
然后用mflo
得到结果的低 32 位,用mfhi
得到结果的高 32 位。这样可以提高准确性,但代价是需要额外的指令[或两个]才能获得结果。
如果我们只关心乘法结果的低 32 位(例如数组索引计算(,我们可以使用mul
它允许结果与参数位于不同的寄存器中(在单个指令中(
考虑一个简单的程序:
.text
.globl main
main:
mul $v0,$a0,$a1
mult $v1,$a2
mflo $v0
现在,如果我们使用mars
组装它 ,我们得到:
00400000: 70851002 mul $v0,$a0,$a1
00400004: 00660018 mult $v1,$a2
00400008: 00001012 mflo $v0
请注意,我们在第 3 行有一个真实的mflo
指令。如果mul
是伪操作,mars
[必须]在mul
和mult
线之间注入mflo $v0
更新:
这很有趣。你说得对,这不是一个伪指令。(如果是的话,你会在组装时看到它。但是当我使用 MARS 时,mul 和 mult 都会修改 hi 和 lo。也许这是一个 MARS 错误?
可能。spim
还修改了 hi 和 lo。
经过进一步思考,考虑到原始mips CPU内核的时代(大约1985年(以及它们拥有的[极其]有限的门数,这似乎是合乎逻辑的。
但是,真正的mips核心今天仍然存在。该公司是"MIPS Technologies,Inc",截至2017年仍然存在。
该公司[AFAICT]的ISA参考手册在这里有一份副本:https://s3-eu-west-1.amazonaws.com/downloads-mips/documents/MD00086-2B-MIPS32BIS-AFP-6.06.pdf
在该文档中,mul
指令没有将更改 hi 或 lo 列为副作用。
在我看过的一些文档中[我不记得是哪个],它指出[对于旧的/真实的硬件],您必须在mult
和mflo
之间有一个干预指令(例如nop
(。模拟器不需要这个。
作为好的做法,我可能不会依赖 lo/hi 在mult
后持续太久,也根本不依赖它们进行mul
,所以,对于课堂作业,这有点有争议。
看看qemu
做什么会很有趣。它比spim
或mars
(我更喜欢(更难使用,但可能更接近实际硬件的功能。