使用 RISC-V 编写一个给出序列中最大值的程序

Question

问题是：

给定一个后跟 0 的非零整数序列，找到该序列中最大的整数并将结果放在x5 。 使用DD汇编命令将-1、55、-3、7、0的初始测试序列存储在内存的开头。

我已经尝试了多种变体：

src:    DD -1, 5, -3, 7, 0
        add x6, x0, x0
loop:   ld x5, src(x6)
        sd x7, dst(x6)
        beq x5, x0, end
        bge x5, x7, skip
skip:   addi x6, x6, 8
        beq x0, x0, loop
end:    ebreak x0, x0, 0
dst:    DM 1

但是，没有任何效果，我需要一些关于如何回答这个问题以及 RISC-V 工作原理的帮助。

Answer 1

我认为您对寄存器的预期用途是：

• x5包含从序列中读取的当前值。
• x6包含序列的索引。
• x7包含迄今为止看到的最大值。

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不需要将x7存储在内存中，因为最大值在任何时候都是单个值。 寄存器x7应该在一开始就被初始化。

x7可以用它可以保持的最低可能值进行初始化，即-2 ⁶³ ：

addi x7, x0, 1
slli x7, x7, 63

除了这个可能的最低值之外，从序列中读取的任何值都将导致更新当前的最大值。

或者，您可以直接将序列的第一个元素加载到x7因为总是有一个元素可供加载（如果它是一个空序列，则终止0 ）：

ld x7, sr(x6)

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代码中的以下分支指令：

        bge x5, x7, skip
skip:   addi x6, x6, 8

无论条件是否成立（ x5 >= x7 ），执行的下一条指令总是addi x6, x6, 8 。 在这两条指令之间，在skip标签之后，缺少的是用于更新目前看到的当前最大值的代码，即用于将内容从x5移动到x7的指令。 bge指令的操作数x5和x7也必须交换，因为当x7 >= x5成立时，您想跳过更新最大值的代码（即，当最大值已经大于或等于当前值时不更新最大值）值）：

        bge x7, x5, skip # skip the update of the maximum?
        addi x7, x5, 0   # update new maximum value
skip:   addi x6, x6, 8

因此，如果分支条件成立，即如果x7 （最大值）大于或等于x5 （读取的当前值），则跳过用于更新最大值的代码。

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而不是在循环中有两条分支指令：如果在序列中达到零值则终止循环的beq x5, x0, end ，以及作为beq x0, x0, loop的最后一条指令的无条件跳转beq x0, x0, loop重复循环，您可以重新排列代码，使循环的最后一条指令是：

bne x5, x0, loop   # is the end of the sequence not reached yet?

这将替换beq x5, x0, end和beq x0, x0, loop ：如果已达到序列的终止值（即零），则它会失败，否则，它会再次迭代循环。

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记住所有这些事情，您的代码可能如下所示：

src:    DD -1, 5, -3, 7, 0

        add x6, x0, x0      # initialize the index
        ld x7, sr(x6)       # initialize the maximum
        addi x5, x7, 0      # initialize with the first value

        beq x5, x0, end     # is the sequence empty?

loop:   bge x7, x5, skip    # skip the update of the maximum?
        addi x7, x5, 0      # update the maximum with the new value read
skip:   addi x6, x6, 8      # update the index
        ld x5, sr(x6)       # load the next value from the sequence
        bne x5, x0, loop    # is the end of the sequence not reached yet?        
end:    
        addi x5, x7, 0      # place the final result in x5 (your problem's assignment)
        ebreak x0, x0, 0