assembly - 将 CISC 解释为 RISC

Question

我正在准备计算机科学考试，这个问题在以前的考试中不断出现，我找不到答案。

考虑在只有一种寻址模式(Reg + Offset)的典型 RISC 架构上执行以下两条指令。

804836e:    40            inc    %eax
804836f:    89 04 91      mov    %eax,(%ecx,%edx,4)

解释 、 证明 的合理性，这两条 IA-32 指令将如何针对此架构编译，使用 IA-32 语法来显示该代码。

评论 在 RISC 架构与 IA-32 上这段代码的大小。

C函数是:

voidpara_par (int a[], int n) {
    int i;
    for (i=0 ; i<n ; i++) {
        if (a[i] & 0x01) {
            a[i] += 1;
        }
    }
}

它接收一个整数数组并增加奇数的值。

以供引用:

%eax -> int i
(%ecx,%edx,4) -> int, part of the array "a" saved to %ecx

我知道这个问题至少可以说含糊不清，但这是我的问题，我真的不知道如何开始从一种架构“转换”到另一种架构。

Answer 1

inc eax
mov [ecx+edx*4],eax

几乎使用了琐碎的指令，那么为什么这也不是类似 RISC 的实际答案？

因为约束是“只有一种寻址模式(Reg + Offset)”。 (而且 RISC 不太可能有 inc ，但这可以通过简单的 add eax,1 来“修复”)。

因此，您必须将寻址从 base_reg + index_reg*index_size_imm + ofs x86 寻址模式转换为 reg + ofs 。如果您暂时考虑一下，没有合理的方法来使用“ofs”部分，除非您创建自修改代码，在执行之前将一些漂亮的代码放入指令操作码中......所以它被缩小到任务“通过(reg + 0)寻址模式来做”。

所以你“手动”进行地址计算

add  eax,1   ; inc eax
shl  edx,2   ; edx = edx*4
add  ecx,edx ; ecx = ecx + edx*4
mov  [ecx+0],eax

完毕。 (Intel 语法是故意使用的，因为我认为 GAS/AT&T 不应该被人类使用)。

所有关于结果的解释/推理都留给了 OP，因为他应该尝试。 :)(如果您遇到困难，请在评论中告诉我)

顺便说一句，如果你翻译整个 C 部分，它肯定会导致更优化的机器代码，首先没有 *4 乘法，所以 x86 和“RISC”机器代码看起来更相似，除了 x86 可以直接在内存中操作数组元素:

DANG，我设法创建了“增加每个元素”，错过了 if 部分，抱歉......不会修复，因为这以任何方式说明了循环与索引的事情，这是我的初衷要指出，原来mov %eax,(%ecx, %edx, 4) 是相当人为的，在优化的机器代码中几乎找不到。

    eax = array + n*4
    ecx = -n*4
loop:
    inc dword [eax+ecx]
    add ecx,4
    jnz loop

类似RISC的版本:

    ebx = array
    ecx = n
loop:
    mov eax,[ebx]
    add eax,1
    mov [ebx],eax
    add ebx,4
    sub ecx,1
    jnz loop

同样不需要索引，这是高级别的东西，通常可以在优化的机器代码中轻松避免，对数据结构有足够的固定约束，就像这里每个元素都是固定的 4 字节大小。