mips-g++-5.4 列出 bnez 跳过 div 指令

编程问答 2022-05-02

问题描述

我试图理解为什么 mips-g++ 编译一个简单的除法子例程，它用 bnez v0,<jmp>（bne 的伪指令）跳过实际的 div 指令。我的理解是，如果除数为零，则在这种情况下跳过 div 并捕获或中断是有意义的。如果除数不为零，为什么要分支？

我想了解我所缺少的东西。

子程序

void do_div(int &a,int &b,int &result){
    result = a/b;
}

组装列表：

（编译器标志：-O0）

00000000 <_Z6do_divRiS_S_>:
   0:   27bdfff8    addiu   sp,sp,-8
   4:   afbe0004    sw  s8,4(sp)
   8:   03a0f025    move    s8,sp
   c:   afc40008    sw  a0,8(s8)
  10:   afc5000c    sw  a1,12(s8)
  14:   afc60010    sw  a2,16(s8)
  18:   8fc20008    lw  v0,8(s8)
  1c:   00000000    nop
  20:   8c430000    lw  v1,0(v0)
  24:   8fc2000c    lw  v0,12(s8)
  28:   00000000    nop
  2c:   8c420000    lw  v0,0(v0)
  30:   00000000    nop
  34:   14400002    bnez    v0,40 <_Z6do_divRiS_S_+0x40>
  38:   0062001a    div zero,v1,v0
  3c:   0007000d    break   0x7
  40:   00001010    mfhi    v0
  44:   00001812    mflo    v1
  48:   8fc20010    lw  v0,16(s8)
  4c:   00000000    nop
  50:   ac430000    sw  v1,0(v0)
  54:   00000000    nop
  58:   03c0e825    move    sp,s8
  5c:   8fbe0004    lw  s8,4(sp)
  60:   27bd0008    addiu   sp,8
  64:   03e00008    jr  ra
  68:   00000000    nop

解决方法

正如@EOF 在评论中提到的，MIPS 有分支延迟槽的概念。

这是来自 BNE 的描述（强调我的）：

如果GPR rs和GPR rt的内容不相等，则跳转到有效目标地址延迟槽中的指令执行后。

所以 DIV 总是被执行。您可能会想“好吧，如果 $v0 为 0，那不是问题吗？”。但是 DIV 的描述是这样的：

任何情况下都不会发生算术异常。

如果探地雷达 rt 中的除数为零，则算术结果值不可预测。

因此，在除数为零的情况下，您最终会得到不可预测的结果，无论如何我们都不会使用它，因为接下来要做的是使用 BREAK 指令触发断点异常。

来源：面向程序员的 MIPS32™ 架构第二卷：MIPS32™ 指令集

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