在组装中检查输入字符最干净的方法是在0〜9之间

问题描述

问题是在RISC-V中将字符串转换为int

如果存在不为0〜9的字符，请立即返回-1

但是我想知道是否有任何方法可以通过使用最小指令来检查它

我的方法是将48和57（​​对应于ASCII中的0〜9）放入临时寄存器，
并使用2个分支，首先检查 = 48

但是它使用了太多指令，并且需要额外的临时寄存器来存储48和57。还有其他有效的方法吗？

解决方法

是的，因为您仍然必须减去'0'，所以要这样做，然后对c <= 9或c < 10进行无符号比较。有关范围检查技巧，请参见What is the idea behind ^= 32,that converts lowercase letters to upper and vice versa?。

我们可以在C语言中进行此操作，然后查看其编译方式，以此作为紧凑型RISC-V实现的起点。这个C的结构类似于NASM Assembly convert input to integer?中的asm，希望GCC或clang将使用类似的循环结构。如果您手动翻译它，则可能需要这种循环结构，或对其进行调整以在有序RISC-V上进行更好的软件流水线处理，尤其是隐藏负载使用延迟。这种循环结构在现代的x86上非常有用，在该x86上，OoO投机执行程序隐藏了分支和负载使用延迟。

// C intentionally written exactly like hand-written asm
// Translate this to asm by hand,including the loop structure.
// or compile it if you want more bloated asm.

unsigned str_to_uint(const unsigned char *p) {
    unsigned dig = *p - '0';
    unsigned total = dig;  // peel first iter,optimize away the  + 0 * 10
    if (total < 10)        // <10 can share a constant with *10
        goto loop_entry;
    else // fall through to the uncommon case of no valid digits
        return 0;

    do {
        total = total*10 + dig;
     loop_entry:            // branch target = loop entry point
        dig = *++p - '0';
    } while(dig < 10);

    return total;
}

在第一次迭代中，我使用taked分支跳过了total * 10 + dig，因此我们最好将其作为循环的入口，以最大程度地减少总代码量。

另一个选择是将另一个循环迭代剥离到循环顶部。当使用-O3或-O2进行编译时，这就是GCC和clang所选择的。使用-Os时，gcc将其优化为一个循环，其底部为j，中间为btgu。 （Godbolt compiler explorer）。我不知道要尝试的任何-march= RISC-V拱形或调谐选项。

因此，如果您希望在代码大小和效率之间取得良好的平衡（尤其是对于常见的1或2位数字的情况），则应该手动“编译”它。

GCC使用(x<<3) + (x<<1)乘以10； clang使用mul（并且循环内的确在mul和bltu循环分支之间共享一个常数。不幸的是，循环外clang与9比较，例如{{1} }，因此它需要两个常量（RISC-V是否有一个9 < total bge比较？IDK，TODO /编辑是否欢迎忽略此优化）。