5.4 从C程序到RISC-V电子课件

从C程序到RISC-V示例:判断数组中是否包含5假设整数数组x，有10个元素，i和result都是int类型变量result=0;for(i=0;i<10;i++){ if(x[i]==5){ result=1; break; }}RISC-V计算机基本类型变量寄存器数组内存的一段连续存储单元 .data .align 2 numbers: .word ...... #数组中的10个整数 # .text .align 2 .globl main main: la x5,numbers #x5，数组起始地址 addi x9,x0,0 #x9，result

addi x8,x0,0 #x8，计数器i addi x6,x0,5 #x6，整数5 addi x28,x0,10 #x28，整数10 again: bge x8,x28,exit #i<10? lw x7,0(x5) #x[i] bne x7,x6,next #x[i]==5? addi x9,x0,1 #result=1; j exit #break; next: addi x8,x8,1 #i++; addi x5,x5,4 #x5，跟踪下一个整数地址 j again exit: ...... #下一个任务假设:计数器i：寄存器x8；result：寄存器x9数组：存储单元0x10000000~0x10000027高级语言的一条语句可以表示为ISA上的几条指令if(x[i]==5) ...... main: la x5,numbers #x5，数组起始地址 ...... addi x6,x0,5 #x6，整数5 ...... lw x7,0(x5) #x[i] bne x7,x6,next #x[i]==5? ......如果对数组中的元素进行运算，必须先将其加载到寄存器中RISC-V计算机的整数运算指令，只能对寄存器和立即数进行运算 ...... main: la x5,numbers #x5，数组起始地址 ......

lw x7,0(x5)

#x[i] ...... addi x5,x5,4 #x5，跟踪下一个整数地址for语句、if语句和break语句，都是通过条件分支和无条件跳转实现的again: bge x8,x28,exit

#for(i=0;i<10;i++) ......

bne x7,x6,next

#if(x[i]==5) ......

j exit #break; ......

j again

#for(i=0;i<10;i++)示例:找一个整数的位组合中的第一个“1”假设整数是xresult=31;if(x==0){ result=-1;}else{ while(x>=0){ x=x<<1; result--; }}假设x被分配给寄存器x8，result被分配给寄存器x9while语句和if-else语句，通过条件分支和无条件跳转实现 addi x9,x0,31 #x9，result

beqz x8,zeroL

#if(x==0) again: bltz x8,exit

#while(x>=0) slli x8,x8,1 #x=x<<1; addi x9,x9,-1 #result--;

j again

zeroL:

addi x9,x0,-1 #result=-1; exit: ...... #下一个任务switch语句的底层实现switch语句，是否和级联的if-else语句等价？intresult=0;switch(x){case1: result+=1; break;case2: result+=2;case3: result+=3; break;case4:case5: result+=5; break;default: result=0;}假设x和result分别被分配给寄存器x8和x901 .data02 .align 203 Addr: .word Default,L1,L2,L3,L4,L5 #6个起始地址04 #05 .text06 .align 207 .globl main08 main: ...... #省略代码09 addi x9,x0,0 #result=0;0A addi x5,x0,60B bge x8,x5,Default #x>50C blt x8,x0,Default #x<00D la x5,Addr0E slli x6,x8,2 #x*40F add x5,x5,x6 10 lw x5,0(x5) #起始地址11 jr x512 L1: addi x9,x9,1 #result+=1;13 j exit #break;14 L2: addi x9,x9,2 #result+=2;15 L3: addi x9,x9,3 #result+=3;16 j exit #break;17 L4:18 L5: addi x9,x9,5 #result+=5;19 j exit #break;1A Default: addi x9,x0,0 #result=0;1B exit: ......对于switch语句，并不需要进行多次条件判断首先，将每个case和default的起始地址，存储到数据区（03行）如果x的值大于5或小于0，直接跳转到Default执行（0A到0C行）Addr: .word Default,L1,L2,L3,L4,L5

#6个起始地址addi x5,x0,6bge x8,x5,Default

#x>5,即x>=6blt x8,x0,Default

#x<0否则，就通过switch表达式的值，在数据区查找到相应的起始地址（0D到10行）然后，跳转到这个地址执行（11行） la x5,Addr slli x6,x8,2

#x*4 add x5,x5,x6 lw x5,0(x5) #起始地址 jr x5问题1、为什么switch表达式的值必须是整型，并且case后的值必须是常量？因为编译器无法通过变量或非整型数实现以上过程问题2、break语句的含义跳出switch语句如果省略break语句，则直接进入下一个case执行，为什么？省略无条件跳转指令（例：13、16和19行的伪指令jexit），则直接执行下一条指令12 L1: addi x9,x9,1 #result+=1;13 j exit

#break;14 L2: addi x9,x9,2 #resul