MIPS 彙編指令學習指令-abs

  mips 中求一個數的絕對值的指令：

abs  $d, $s   ​    ​    # $d =  $s>=0 ? $s  : -($s);

這條指令是mips編譯器中的宏指令，其展開後的機器指令如下：

宏指令：abs  $d, $s   ​    ​    # $d =  $s>=0 ? $s  : -($s);

機器指令：

 ​    => sra $at, $s, 31​    ​    #assume it's mips32,  $at = $s<0 ? -1 : 0;

​    ​    ​   xor $d, $s, $at  ​     #  $d= $s xor $at ;

           subu $d, $d, $at    #  $d =  $d - $at; 

分析：該指令為求一個整數的的絕對值，若該整數是負數，其絕對值為其相反數；否則，為其本身。

對一個整數的二進制補碼求其相反數的補碼的方法是：對其各位（包括符号位）取反，末位加1；

對于異或 xor有這樣的特性：設 Y 為一位二進制位（bit）， 則有

​    Y xor 0 = Y; 

​    Y xor 1 = ~Y;   //~Y 為 Y 的非，即對 Y 取反

​    Y xor Y = 0；

對一個32位整數 Z 的各位取反，即可通過使其異或（xor）一個32位全為 1的整數即 mips32中的-1的補碼；

​    Z xor -1 = Z xor （11111111 11111111 11111111 11111111）= ～Z；

Z的相反數的補碼： -Z = ～Z + 1 = （Z xor -1） + 1;

其實求一個整數的相反數的補碼的另一種快捷的機器實作方法是：

          對該整數的各位從右往左（從低位到高位）掃描， 除最右邊的零和第一個出現的1保持不變，其餘的各位依次取反。

下面分析關于宏指令 ： abs $d, $s 機器指令的實作：

第一條機器指令：  sra $at, $s, 31; 

  通過算術右移指令sra，将 $s 右移 31 位，算術右移時帶符号擴充的，其結果是$at寄存器中32位的每一位都和$s的符号位相同，即$at的32位要麼全為1（if $s<0）， 要麼全為0 (if $s >=0)；

第二條機器指令： xor $d, $s, $at;

有異或的特性可知，當$s<0時， $at=-1; $d = ~$s;  否則， $at=0, $d=$s;

第三條指令：  subu $d, $d, $at; 

當$s < 0 時  $at=-1，相當于對于負數求其相反數的加1操作；

當$s >= 0時， $at=0 , $d 保持不變。

可見，以上三條指令既能實作求一個負整數的絕對值，也能實作求一個正整數的的絕對值，而且其機器指令是一緻。

note：對于mips64中abs 隻須将 31 變為63即可實作同樣的功能。

可見，上述機器指令設計的精巧。（了解各個指令的功能，寫出通用的功能的簡潔的代碼，真的要下一番功夫！）