MIPSのポインターベースの配列アクセス

Question

MIPSのポインターベースの配列アクセスとはどういう意味ですか？

Answer 1

「ポインターベースの配列アクセス」には、追加の可能な意味や含意があります。

固定アドレスの配列ではなく、配列へのポインターがある場合があります。実際、C/C ++では、「配列へのポインター」は、実際には通常、配列の最初の要素へのポインターです。基本的に、関数のパラメーターである配列、または構造体またはクラスのメンバーである配列へのポインターがあります。

 void Foo(char a[]); 
   /*or*/ void Foo(char *a);
 struct Bar {  int offset4bytes; char* a; };

通常、このような配列を使用する場合、配列のベースアドレスがレジスタにロードされます。

今、あなたはそのような配列の要素Iにアクセスしたいと言ってください、

 char tmp = a[i];

R1に配列アドレスが含まれているとしましょう。 （実際、関数パラメーターについて、呼び出し条約によって指定された別のレジスタ。コンパイラが他のコードで利用できると思うものは何でも。）

私が登録R2に住んでいるとしましょう。

そして、適切な尺度のために、TMPをR3とします。

いくつかの命令セット、例えばIntel X86には、次のように見えるアドレス指定モードがあります

  MOV r3, (r2,r1)4

IEアドレス指定モードは、2つのレジスタとオフセットを追加できます（これを表示できるように、structの例にフィールドを任意に追加しました）。

ヘック、彼らはレジスタの1つ、いわゆるインデックスレジスタを拡大することもできます。

  MOV r3, (r2*2,r1)4

または私がそれを書きたいと思っているように

  r3 := load( Memory[r2<<1+r1+4]

ただし、MIPには、この種のベース+_index*スケール+オフセットアドレス指定モードがありません。ほとんどのMIPSメモリアクセス手順は、レジスタ+オフセットに限定されています。したがって、MIPの場合、あなたはしなければならないかもしれません

  ADDU r10, r1,r1    ; dest on left. r10 = 2*r1
  ADDU r11, r2,r10  
  LB r3,(r11)4

つまり、複雑なアドレス指定モードで1つのCISC命令でX86が行うことを達成するために、追加のRISC命令を追加する必要がある場合があります。ただし、そのようなアドレス指定は一般的ではなく、しばしば避けられます。

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さらに、固定アドレスで配列をアドレス指定するだけでも、MIPに追加の指示が必要になる場合があります。 X86命令は32ビットメモリオフセットを持つことができます - この場合、実際には配列の絶対アドレスである可能性があります。 MIPSの命令は16ビットオフセットに制限されています - MIPSの指示は固定幅、幅32ビットです。したがって、固定アドレスで配列にアクセスするために、通常はアドレスの上部ビットをレジスタにロードするために、別の命令が必要になる場合があります。

その他 - MIPSには、REG+REGアドレス指定モードを備えたLuxC1のような新しい手順があります。スケーリングされたインデックスではなく、3番目のオフセットコンポーネントはありません。

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この制限されたアドレス指定モードのため、ナイーブコンパイラがLOPのようなLOPに対して生成するコードは

   for(int i=0;i<N;i++) {
      this->a[i] = 0;
   }

ループに上記の複数の命令シーケンスが含まれている場合、非効率的です。

次のようなループ

   for(char *p=this->a;p<&(this->a[N]);p++) {
      *p=0;
   }

または、同等に

   for(char *p=this->a;p<this->a+N;p++) {
      *p;
   }

または時々

   for(i=-N,*p=this->a;i<0;i++,p++) {
      *p=0;
   }

例えば、最初の2つには、店を行うための単一の指示しかないので、より効率的かもしれません。 （最後は通常、いくつかの配列を横断する場合のみ勝利です。

さて、簡単な例では、優れたコンパイラがこの最適化を行います。ただし、コンパイラはそのようなポインターベースのアクセスを好む場合があります。

Answer 2

値の配列の始まりを指すポインターがあります。配列をトラバースするには、ポインター算術（通常1、2、または4を追加/減算する）を使用して、配列の次の要素/前の要素へのポインターを進めます。