如何使用汇编复制假设的 CPU ISA 中的寄存器

Question

在具有寄存器空间 AZ 的假设 CPU ISA 中给定以下指令，编写汇编程序以将 N 个字节从地址 A 复制到地址 B

MOV C, 100 - Move a constant value 100 to register C
LDR A, Addr – Load Register A with contents of address Addr
STR B, Addr - Store the contents of register B to address Addr
CMP X, Y - Compare X & Y and set Equal/Less than and Greater than status flags
BEQ address – Branch/Jump to address, on status flag Equal is set
BGT address – Branch on greater than
BLT address – Branch on less than

任何人都可以让我知道如何做到这一点，我不知道，因为没有inc ， dec和一些算术指令，我该如何继续？

我不需要代码，但我提前感谢任何线索。

Answer 1

ldr / str支持哪些寻址模式？ 你能ldr C, 4(A)吗？ 如果是这样，您可以将循环完全展开到寻址模式允许的任何位移限制。

但是，仍然包括比较，除非您可以将N视为构建时常量（这是有道理的，因为您被要求编写程序，而不是函数......）

例如

    cmp   N, 1
    blt   done
    ldr   C, 0(A)
    str   C, 0(B)

    cmp   N, 5       # registers are probably 4 bytes wide, if addresses are 32-bit
    blt   done
    ldr   C, 4(A)    # copy next word
    str   C, 4(B)

    cmp   N, 9
    beq   done
    ...
done:

对于宽度超过 1 个字节的寄存器，不可能只复制一个字节。 （没有将字节合并到字的旧值的 ALU 指令，也没有字节存储）。

假设寄存器是 4 字节宽（因为 OP 说它有 32 位寻址），4 字节是我们可以复制的最小值。 如果机器允许未对齐的地址，我们可以通过一次增加 1 个字节的地址从 4 向上复制任意数量，但上面的代码总是复制 4 个字节的倍数。

如果机器只支持字对齐的加载/存储，那么将最后一个字重叠 3 个字节甚至不是一种选择。

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或者，您可以使用 MOV 立即数和 CMP/BEQ 完全展开搜索下一个最高数字来实现 INC 。 （或 BLT / BGT 进行二分查找）。

我正在为寄存器中的地址发明语法，假设 A 应该是寄存器名称，而不是标签

.copyloop:
    ldr    C, (A)
    str    C, (B)

    mov    D, 2
    cmp    A, 1
    beq    .found_A

    mov    D, 3
    cmp    A, 2
    beq    .found_A

    mov    D, 4
    cmp    A, 3
    beq    .found_A

    ...

 .found_A:
    mov    A, D       # presumably this is allowed, not only the mov-immediate form shown?

    # Then repeat that for B

    cmp    A, end_pointer   # end_pointer is a register holding a value you calculated somehow.
    blt  .copyloop

如果您的指令集确实如此残缺，那么您的计算机几乎无法编程，并且需要大量程序来枚举寄存器可能具有的所有可能值。

您可以使用二进制搜索使增量运行在 O(log(register_width)) 时间而不是 O(value) 时间。

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也许您可以在内存中存储一​​个查找表，让您将inc A实现为ldr A, 5000(A) 。 除非内存是字节可寻址但字比一个字节宽，否则您需要为表设置一个缩放索引，所以这不起作用。