beq rs, rt, L1    #if(rs == rt) branch to instruction labeled L1;
bne rs, rt, L1    #if(rs != rt) branch to instruction labeled L1;
j L1              #jump to L1
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beq는 rs와 rt의 값이 같을 경우에, bne는 rs와 rt의 값이 같지 않을 경우 라벨로 이동한다.

example

다음 코드에서 f,g,h,i,j는 변수고 각각은 레지스터 $s0부터 $s4까지에 해당한다. 아래의 C언어 if 문장을 컴파일하면 다음과 같은 코드가 나온다.

if (i==j) f = g + h;
else f = g - h;
C
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beq $s3, $s4, Then
sub $s0, $s1, $s2
j Exit
Then: add $s0, $s1, $s2
Exit:
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bne $s3, $s4, Else
add $s0, $s1, $s2
j Exit
Else: sub $s0, $s1, $s2
Exit:
Assembly
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beq버젼과 bne버전이다.

Loop Statements

Compiling Loop Statements

while (save[i] == k)
			i += 1;
C
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i와 k가 레지스터 $3와 $s5에 할당되었고 배열 save의 시작주소가 $s6에 저장되었을 때, C 문장에 해당하는 어셈블리 코드는 다음과 같다.

Loop:sll $t1, $s3, 2
		 add $t1, $t1, $s6
		 lw $t0, 0($t1)
		 bne $t0, $s5, Exit
		 addi $s3, $s3, 1
		 j Loop
Exit:
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배열이나 구조체와 같은 변수는 메모리에 저장되므로 바이트주소를 사용해야함을 기억하라.

이를 위해 sll를 사용하여 4를 곱해준다.

이후 배열의 메모리 어드레스를 먼저 계산하여 t1에 덮어씌운 후, lw를 사용한다.

lw $t1 $t1($s6)
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이후 루프를 진행해주면 된다.

위 코드는 sll을 통해서 먼저 바이트 주소화를 한 후 계산을 진행했다. 그러나 스타일에 따라서 addi에 1이 아닌 4를 넣는 방식도 충분히 가능한 이야기다.

sll $t1, $s3, 2
Loop: add $t1, $t1, $s6
			lw $t0, 0($t1)
			bne $t0, $s5, Exit
			addi $s3, $s3, 4 ?
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Basic Blocks

인스트럭션은 기본적으로 메모리에 순차적으로 저장되어있으나, 모든 코드가 순차적으로 실행되지는 않음!

•

조건문이나 루프에 따라서 일부 코드를 뛰어넘어야 하는 경우가 있음!

•

즉 명령어 안에 들어갔다가 나왔다 하는 구멍이 생겨서 코드를 해석하기 힘듦

기본블록(basic block)이란 분기 명령을 포함하지 않으며 분기 목적지나 레이블도 없는 시퀀스이다.

•

다만 분기 명령이 기본 블럭 맨 끝에는 달려있을 수 있다.

MIPS Control Flow Instructions

bne $s0, $s1, Lbl #go to Lbl if $s0!=$s1
beq $s0, $s1, Lbl #go to Lbl if $s0=$s1
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•

인스트럭션 포맷(I 포맷이다!)

현재부터 얼마나 멀리 갈지를 16bit의 수로 나타낸다!

			if (i==j) h = i + j;
			bne $s0, $s1, Lbl1
			add $s3, $s0, $s1
Lbl1: ...
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Specifying Branch Destinations

레지스터(Program Counter)에 16비트 오프셋을 더해서 사용한다.

•

MIPS에서는 PC가 (PC+4)한 위치에서 오프셋을 더해서 계산한다.

오프셋이 나타내는 것은 워드 (

-2^{15}\text{ to}+2^{15}-1

)

Greater and Less than

같은지 다른지 비교하는 것이 아마도 가장 흔한 검사이나, 경우에 따라서는 두 변수간의 대소 비교가 필요할 때도 있다.

MIPS에서는 slt를 제공한다.

slt $t0, $s3, $s4  #$t0 = 1 if $s3 < $s4
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slt는 두 레지스터의 값을 비교한 후, 두번째 레지스터 값이 세번째 레지스터 값보다 작으면 첫번째 레지스터 값을 1로, 아니면 0으로 하는 명령어다.

당연하게도 I타입 명령어 또한 제공한다.

slti rs, rt, Const
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Combinations

MIPS 컴파일러는 slt, slti, beq, bne와 $zero를 이용해 모든 비교 조건을 만들 수 있다.

#less than     blt $s1, $s2, L3 ... 하드웨어가 구현하기에 너무 복잡함.
slt $t0, $s1, $s2                             #s1<s2 then t0=1
bne $t0, $zero, L3는
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다음 예제는 MIPS에서 blt를 구현한 것이다. blt는 하드웨어 단계에서 구현하기에 너무 복잡하여, 빠른 명령어 2개를 사용하는 것이 더 유리하다.

Beware when Compare

비교명령은 부호있는 수와 부호 없는 수 두가지를 다 다룰 수 있어야 한다.

slt와 slti는 signed number에 대해 다룬다. unsigned number는 sltu와 sltiu를 사용하면 된다.

Signed 정수를 Unsigned정수처럼 다루면 검사비용을 낮출 수 있는데, 이 검사는 인덱스가 오버플로우됐는지 확인하는 검사에 딱 맞다.

2의 보수로 표현된 Signed Number가 Unsigned Number로 해석되면 매우매우 큰 수로 보이게 된다.

MSB가 부호비트에서 엄청 큰 값으로 해석의 관점이 바뀌는 순간이다.

Example

$s1 ≥ $t2이거나 $s1이 음수이면 IndexOutOfBounds로 분기하는 코드를 짜보자.

sltu $t0, $s1, $t2                           #if s1<t2 then t0 = 1, 
beq $t0 $zero, IndexOutOfBounds
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s1의 MSB가 1이면 t2-s1의 MSB가 0, ?????????????????????/

Q&A

greater than이나 less than equal에서 0과 양수를 구분하는 방법?

•

→ 무조건 less than이 되도록 입장 바꾸기

a > b?

b ≤ a?

-a > -b?

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Lecture 07 : 2.8