对 MIPS 中的 if 跳转感到困惑

Question

我很难理解为什么我的bge 语句中的跳转会跳转到标签然后结束，而其他两个执行标签并返回。我对此有些陌生，希望有一个链接或另一篇帖子，其中包含我找不到的类似问题。我在nop 末尾留下了关于它对我的看法和代码结果的 cmets，我可能是错的，如果我有希望，可以指导我如何工作。

.globl main
.data
.text
main:

    li $t5, 8
    li $t6, 9 
    blt $t6,$t5, L1 // if (9 < 8) goto L1
    addi $t1, $t1, 2 // $t1 = 2
L1: 
    addi $t1, $t1, 1 // $t1 = 3
    nop // $t1 = 3 
    li $t7, 2
    li $t3, 2
    bne $t7,$t3, L2 // if ( 2 == 2) goto L2
    addi $t3, $t3, 2 // $t3 = 9
L2: 
    addi $t3, $t3, 5 // $t3 = 7
    nop // $t3 = 9
    li $t6, 4
    li $t5, 1
    bge $t6,$t5, L3 // if (4 >= 1) goto L3
    add $t6, $t6, $t5
    addi $t6, $t6, 3  
L3: 
    addi $t6, $t6, 5 // $t6 = 9
    nop // $t6 = 9

Answer 1

首先，术语：

标签不执行。它们在汇编代码中，但不获取/获取机器代码，处理器永远不会看到它们。因此，单独的标签不能改变控制流，只有处理器指令可以做到这一点。

标签存在于汇编代码中，它们用于通知汇编器在机器代码指令中为引用它们的汇编指令（标签）选择哪些偏移量。

这段代码中没有任何东西可以“返回”。通常，我们保留术语 return 来表示通过间接分支返回给调用者的子例程。

就结尾而言，您没有有效的程序指令序列结尾，因此它只是在完成时从结尾运行。

第一个分支blt 不应该触发（应该通过）b/c 9 确实不少于 8。

您对bne 的评论与用汇编编写的操作相反，也许这会澄清一些事情。这个分支也不会触发，因为 2 确实等于 2。

最后一个分支会触发，因为 4 >= 1，所以会跳过前面的几条指令。

您应该在开始时将$t1 初始化为零，而不是依赖模拟器将其清零。

你说得对，$t6 最终会得到 9 = 4+5。

Answer 2

可能让你感到困惑的是MIPS有branch delay slots——这意味着只要你有一个分支（有条件的或无条件的，都没有关系），总是会执行分支指令之后的指令在分支实际分支之前。所以在这段代码中：

    blt $t6,$t5, L1 // if (9 < 8) goto L1
    addi $t1, $t1, 2 // $t1 = 2
L1: 

即使条件为真，分支似乎也没有任何效果，因为分支之后的指令（它与目标之间的唯一一条指令）无论如何都会被执行。

在代码中

    li $t6, 4
    li $t5, 1
    bge $t6,$t5, L3 // if (4 >= 1) goto L3
    add $t6, $t6, $t5
    addi $t6, $t6, 3  
L3: 
    addi $t6, $t6, 5 // $t6 = 9

add $t6, $t6, $t5指令会一直执行，所以当分支条件为真时，只会跳过addi $t6, $t6, 3。

处理这个问题的最简单方法是总是在分支之后放置一个nop 指令。这会起作用，但效率低下（浪费了一个指令槽和周期），所以如果你能弄清楚如何在那里放置一条有用的指令会更好。请注意，分支后的指令直到条件分支计算其测试后才会执行，因此您不能只将分支前的指令移到分支后。

最近的 MIPS 实施具有没有延迟槽的分支指令的“紧凑”版本。您可以通过在指令中添加c 来使用它们

bgec $t6,$t5, L3 // if (4 >= 1) goto L3

如果您的模拟器/系统支持它们