MIPSのHIおよびLOレジスタに値を保存する

Question

MIPSで特定のコードを書いていますが、結果を一時的に HI および LO の特殊レジスターに保存することが要件になりました（両方とも4バイト幅です）。これらの手順は自由です：

divu     s,t    lo <-- s div t ; hi <-- s mod t
multu    s,t    hi / lo < -- s * t ;

したがって、 divu は除算の結果を LO に、残りを HI に保存し、 multu は LO （下位4バイト）と HI （上位4バイト）の乗算。

後で、 HI および LO レジスタから結果を取得するには、次のようにします。

mfhi $v0
mflo $v1

すでに LO に計算結果を保存する方法を見つけました：

ori     $v0,
multu    $a0,0x80000000     # Shift $a0 by 32 bits and store into HI/LO
,1            # Store result from $a0 into LO
divu    $a0,$v0

• divu は除算の結果をLOに格納するため、結果を1で除算してそこに到達します。

ただし、 HI への保存はより複雑です。 1つの方法は、 multu 命令に値を32ビット（4バイト）シフトさせることです：

<*>

しかし、結果は HI の値が本来あるべき場所の1ビット右になります（したがって、私の値が 0100 1000 ならば HI には 0010 0100 ）が含まれます。

HI レジスタに何かを保存する方法を知っていますか？

Answer 1

Nils Pipenbrinckの回答を拡張したい：

プログラマ向けMIPS32 arquitechtureから

mthi

形式：MIPS32（MIPS I）

  MTHI rs

目的： GPRを特別な目的のHIレジスタにコピーするには

Description: HI ← rs

GPR rsの内容が特殊レジスターHIにロードされます。

制限：

DIV、DIVU、MULT、またはMULTUによってHI / LOペアに書き込まれた計算結果は、MFHIまたはMFLOによって読み取られる必要があります 新しい結果をHIまたはLOに書き込む前に。 MTHI命令がこれらの算術命令の1つに続いて、MFLOまたはMFHIの前に実行される場合 命令、LOの内容は予測不能です。次の例は、この違法な状況を示しています。

 MUL       r2,r4   # start operation that will eventually write to HI,LO
 ...               # code not containing mfhi or mflo
 MTHI      r6
 ...               # code not containing mflo
                   # this mflo would get an UNPREDICTABLE value
 MFLO      r3

履歴情報：

MIPS I-IIIでは、前述の2つの命令のいずれかがMFHIである場合、そのMFHIの結果は予測不能です。 HIまたはLO特殊レジスターの読み取りは、それらに書き込む後続の命令から2つ分離する必要があります 以上の指示。 MIPS 32以降を含むMIPS IV以降では、この制限は存在しません。

mtlo

形式：MIPS32（MIPS I）

    MTLO rs

目的： GPRを特別な目的のLOレジスタにコピーするには 説明：

 LO ← rs

GPR rsの内容が特殊レジスターLOにロードされます。

制限： DIV、DIVU、MULT、またはMULTUによってHI / LOペアに書き込まれた計算結果は、新しい結果をHIまたはLOに書き込む前に、MFHIまたはMFLOで読み取る必要があります。

これらの算術命令の1つに続いて、MFLOまたはMFHI命令の前にMTLO命令が実行された場合、HIの内容は予測不能です。  次の例は、この違法な状況を示しています。

 MUL       r2,r4   # start operation that will eventually write to HI,LO
 ...               # code not containing mfhi or mflo
 MTLO      r6
 ...               # code not containing mfhi
                   # this mfhi would get an UNPREDICTABLE value
 MFHI      r3

履歴情報：

MIPS I-IIIでは、前述の2つの命令のいずれかがMFHIである場合、そのMFHIの結果は予測不能です。 HIまたはLO特殊レジスターの読み取りは、それらに書き込む後続の命令から2つ分離する必要があります。 以上の指示。 MIPS 32以降を含むMIPS IV以降では、この制限は存在しません。

Answer 2

MIPS命令セットには、MFLO / MFHIに対応するものがあります。

MTLO / MTHIと呼ばれ、希望どおりに動作します：

  mtlo $v0  # moves the contents of v0 into the lo-register
  mthi $v1  # moves the contents of v1 into the hi-register

これらの命令はまれであり、多くの場合、要約された命令セットのリファレンスには含まれていません。

ところで：プロセッサのマニュアルで、LO / HIレジスタに関連するレイテンシと危険性を確認してください。これらは非常に特殊であり、コードは書き込みと読み取りの間に少なくとも3サイクル待機する必要がある場合があります。残念ながら、この動作は、使用しているCPUによって異なります。

これを間違えることは、MIPS志望のプログラマーにとってよくある落とし穴です:-)

Answer 3

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