比較命令比較命令

比較命令
条件は一致・不一致だけではない
値の大小関係を調べる命令も必要
• if （a>b） { … }
• while （ x <= w ） { … }
• for （ i=0; i<100; i++） { … }
など
比較命令
slt $Ri，$Rj，$Rk
“ set on less than ”
$Rj < $Rk ならば，$Ri ← 1 （ 00000000 00000000 00000000 00000001 ）
さもなければ，$Ri ← 0 （ 00000000 00000000 00000000 00000000 ）
（ $Rj ≧ $Rk ならば）
slti $Ri，$Rj，C
“ set on less than immediate ”
$Rj < C ならば，$Ri ← 1 （ 00000000 00000000 00000000 00000001 ）
さもなければ，$Ri ← 0 （ 00000000 00000000 00000000 00000000 ）
（ $Rj ≧ C ならば）
即値Cは16bitの2の補数表現のもとで
-32768～32767の範囲（-215～215-1）を指定できる。
1
比較命令の命令形式
slt $s1, $s2, $s3
（rd）（rs）（rt）
op
rs
$s2 <$s3 ならば $s1 ← 1
さもなければ $s1←0
rt
rd
shamt
funct
000000 10010 10011 10001 00000 101010
31
26 25
21 20
slti $s1, $s2, C
(rt) (rs)
op
16 15
rs
26 25
0
$s2 < C ならば $s1 ← 1
さもなければ $s1←0
rt
imm
C
001010 10010 10001
31
6 5
11 10
21 20
0
16 15
16bit，2の補数表現
slt，slti 命令でレジスタ間の比較を
行った後，どのように分岐させるか ?
比較結果はレジスタ$Riの内容（1か0）で知ることができる
レジスタ$Riが1（0でない）か0かで，条件分岐させる
$Rj < $Rk ならば分岐
slt
$Rj ≧ $Rk ならば分岐
$Ri, $Rj, $Rk
slt
bne $Ri, $zero, Label
$Ri, $Rj, $Rk
beq $Ri, $zero, Label
定数と比較する場合（slti命令）も同様
2
条件： if - then型
C プログラムの例
1: if ( u < v ) {
2: x = x+1 ;
3: }
u < v なら $t0=1
u≧v なら $t0=0
したがって，
$t0=0 ならば，if文から
脱出する
$gp
1
lw $s0, 0($gp)
# $s0 ← u
2
lw $s1, 4($gp)
# $s1 ← v
3
slt $t0, $s0, $s1
# $s0<$s1 (u<v) か？
4
beq $t0, $zero, exit
5
lw $s2, 8($gp)
# $s0 ← x
6
addi $s2, $s2, 1
# $s0 ← $s0 + 1
7
sw $s2, 8($gp)
# x ← $s0
8 exit:
u
v
x
条件： if - then - else 型
C プログラム
1: if ( u < v ) {
2: x = x+1 ;
3: } else {
4: x = x – 1;
5: }
u < v なら $t0=1
u≧ v なら $t0=0
したがって，
$t0=0 ならば，else部
を実行させる
$gp
u
1
lw $s0, 0($gp)
# $s0 ← u
2
lw $s1, 4($gp)
# $s1 ← v
3
slt $t0, $s0, $s1
# $s0<$s1 (u<v) か？
4
beq $t0, $zero, else
5
lw $s2, 8($gp)
# then部の処理
6
addi $s2, $s2, 1
# $s2 ← $s2 + 1
7
8
sw $s2, 8($gp)
b exit
# x ← $s2
9 else: lw $s2, 8($gp)
10
addi $s2, $s2, -1
11
sw $s2, 8($gp)
12 exit:
v
x
3
# else 部をスキップ
# else 部の処理
# $s2 ← $s2 -1
# x ← $s2
「等しい」を含む条件（≦，≧）はどのように記述すればよいか？
slt 命令では，「<」（小さいかどうか）しか判定できない。
条件「a≦b」の否定条件は「a > b」 ← これなら，slt 命令で判定できる。
ただし，slt 命令の比較オペランド
の順序を考慮して，「b<a」の条件
を調べる。
したがって，「=」を含む大小関係を判定するには，その否定条件について，条
件判定をすればよい。
【例題】
レジスタ$s0の値がレジスタ$s1の値以下のとき（$s0 ≦ $s1 のとき），
ラベルL1に分岐する命令列を示せ。
【解答】
条件「$s0 ≦ $s1」の否定条件 → 条件「$s1 < $S0」
したがって，
slt $t0, $s1, $s0
beq $t0, $zero, L1
# $s1 < $s0 ならば $t0 ← 1
# $s1 ≧$s0 ならば $t0 ← 0
← $s1 ≧$s0 ならば L1 へ分岐
←
とすればよい。
4
「=」を含む条件判定： if - then型
C プログラムの例
1: if ( u <= v ) {
2: x = x+1 ;
3: }
条件「 u ≦ v 」は「=」を含むので，
否定条件「u > v」を考える
→ 条件「u > v」は slt 命令の
オペランドの順序を考慮して，
「v<u」で条件判断する
1
lw $s0, 0($gp)
# $s0 ← u
2
lw $s1, 4($gp)
# $s1 ← v
3
slt $t0, $s1, $s0
# $s1<$s0 (v<u)か？
4
bne $t0, $zero, exit
5
lw $s2, 8($gp)
# $s0 ← x
6
addi $s2, $s2, 1
# $s0 ← $s0 + 1
7
sw $s2, 8($gp)
# x ← $s0
s1<$s0 (v<u)
であることに注意
8 exit:
$gp
v < u なら $t0=1
v ≧u なら $t0=0
したがって，
$t0=1（v < u）ならば，if 文から脱出する
u
v
x
繰返し： while 型
C プログラム
1: n=100 ;
2: while (n > 0) {
3:
文1 ;
4:
文2 ;
5:
・・・
6:
n=n -1;
7:
}
0 < n なら $t0=1
0≧n なら $t0=0
したがって，
$t0=0 ならば while 文
から脱出する
1
addi $s0, $zero,100 # $s0 ← 100
2
sw $s0, 0(gp)
# n ← $s0
3 L1:
lw $s0, 0(gp)
# $s0 ← n
4
slt $t0, $zero, $s0
# 0<n どうか
5
beq $t0, $zero, L2
# $t2=0なら脱出
6
（文1, 文2, ･･･, の処理）
7
lw $s0, 0(gp)
# $s0 ← n
8
addi $s0, $s0, -1
# $s0 ← $s0 -1
9
sw $s0, 0($gp)
# n ← $s0
b L1
# L1へ戻る
13:
14: L2:
$gp
5
n
繰返し： for 型
for 文は while 文で書き直せる
1: for ( n=0 ; n < 100 ; n++ ) {
2:
文1 ;
3:
文2 ;
5:
・・・
7:
}
1: n=0 ;
2: while (n<100) {
3:
文1 ;
4:
文2 ;
5:
・・・
6:
n=n +1;
7:
}
繰返し： for 型(while型で書くと)
1: n=0 ;
2: while (n<100) {
3:
文1 ;
4:
文2 ;
5:
・・・
6:
n=n +1;
7:
}
n<100 なら $t0=1
n≧100なら $t0=0
したがって，
$t0=0 ならば while 文
から脱出する
1
sw $zero, 0(gp)
#n←0
2 L1:
lw $s0, 0($gp)
# $s0 ← n
3
slti $t0, $s0, 100
# $s0と100 との比較
4
beq $t0, $zero, exit
5
（文1, 文2, ･･･, の処理）
6
lw $s0, 0($gp)
# $s0 ← n
7
addi $s0, $s0, 1
# $s0 ← $s0 + 1
8
sw $s0, 0($gp)
# n ← $t1
9
b L1
# L1へ戻る
14: exit:
$gp
6
n

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