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由MIPS指令想到数组与指针

王朝other·作者佚名  2006-11-30
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对程序员来说,最重要的莫过于掌握指针的用法了。

先来看下面两个程序:

程序1 程序2

clear1(int array[], int size) clear2(int *array[0]; int size)

{ {

int i; int *p;

for (i=0;i<size;i=i+1) for(p=&array[0];p<&array[size];p=p+1)

array[i]=0; *p=0;

} }

先分析程序1,根据我们的约定,一般用$4,$5,$6,$7来保存子程序的参数。所以我们假设两个参数array和size被保存在寄存器$4,$5中,i被保存在寄存器$2中。

1. 初始化i,for 循环的第一部分

move $2,$0 # i=0 (register $0=0)

2. 为将array[i]赋为0,我们要做三步工作

loop1 muli $14,$2,4 # $14=i*4

add $3,#4,$14 # $3=address of array[i]

sw $0,0($3) # array[i]=0

3. 将i自加1,即i=i+1;

addi $2,$2,1 # i=i+1

4. 程序判断i是否还是小于size,如果是的话,再开始下一轮循环。

slt $6,$2,$5

bne $6,$0,loop1

总结如下:

move $2,$0 # i=0

loop1 : muli $14,$2,4 # $14=i*4

add $3,$4,$14 # $3=address of array[i]

sw $0,0($3) # array[i]=0

addi $2,$2,1 # i=i+1

slt $6,$2,$5 # $6=1(i<size)

bne $6,$0,loop1 # if(i<size) go to loop1

分析程序2:

第一步也是用$4,$5保存两个参数array 和size,把p分派到寄存器$2中。

1. 将指针p指向数组的第一个元素array[0]

move $2,$4 # p=address of array[0]

2. 将指针p赋为0

loop2 sw $0,0($2) # Memory[0]=0

3. 将指针指向下一个字

addi $2,$2,4 # p=p+4

4. 得到数组的最后一个元素array[size]的地址值:

muli $14,$5,4 # $14=size*4

add $3,$4,$14 # $3=address of array[size]

5. 判断并跳转

slt $6,$2,$3 # $6=(p<array[size])

bne $6,$0,loop2 # if(p<array[size]) go to loop2

总结如下:

move $2,$4 # p=address of array[0]

loop2 : sw $0,0($2) # Memory[p]=0

addi $2,$2,4 # p=p+4

muli $14,$5,4 # $14=size*4

add $3,$4,$14 # $3=address of array[size]

slt $6,$2,$3 # $6=(p<array[size])

bne $6,$0,loop2 # if (p<array[size]) go to loop2

我们注意到在每一个循环中,数组的末地址是不变的,所以程序二又可以写成下面的代码:

move $2,$4 # p=address of array[0]

muli $14,$5,4 # $14=size*4

add $3,$4,$14 # $3=address of array[size]

loop2: sw $0,0($2) # Memory[p]=0

addi $2,$2,4 # p=p+4

slt $6,$2,$3 # $6=(p<array[size])

bne $6,$0,loop2 # if (p<array[size]) go to loop2

让我们来比较两个程序的代码:

move $2,$0 move $2,$4

loop1: muli $14,$2,4 muli $14,$5,4

add $3,$4,$14 add $3,$4,$14

addi $2,$2,1 loop2: sw $0,0($2)

sw $0,0($3) addi $2,$2,4

slt $6,$2,$5 slt $6,$2,$3

bne $6,$0,loop1 bne $6,$0,loop2

现在我们从对两个程序的分析中,发现指针给我们的程序运行带来的不可多得的优化,使程序的循环变得更为简洁,所以在一般的现代的编译器中会将程序1优化成程序2。

 
 
 
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