如何将涉及数组的高级语言语句转换为 MIPS 32 位？

开始：将此语句翻译成汇编，

J[6] = K[d-e];

首先我们看一下三地址码，这需要我们梳理出更小的操作的方向和顺序：

x1 = d-e             # store subt
x2 = x1 * 4          # scaling by element size
x3 = K + x2          # byte address pointer arithmetic
x4 = *x3             # dereference to fetch K[d-e]
x5 = J + 24          # compute byte address of J[6]
*x5 = x4             # store into J[6] the value of K[d-e]

（请注意，三个地址代码从不重用临时变量，尽管在 MIPS 等效项中，对于临时结果（不再需要旧的临时值时）重用/重新调整寄存器用途是很常见的）。

此外，MIPS 可以在J[6]=不单独计算的情况下进行J+24，因此不必计算x5。

* 操作，C 操作符称为取消引用，当它发生在=赋值的右侧时，它作为加载指令从内存中获取数据。当它出现在=赋值的左侧时，这是作为将数据存储到内存中的存储指令完成的。

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接下来，让我们看看地址计算以及 MIPS 可以做什么和不能做什么。

您对 有正确的想法$t3($s2)，但 MIPS 无法做到这一点。它只能做常量索引。

那么，$t3($s2)代表什么呢？它是动态索引与基地址的组合，产生了一个元素地址。

在这种（不支持的形式）中$t3($s2)，这两个值$t3和$t2将如何组合？通过加法：我们可以为指针添加索引并获得一个新指针。

然而，因为 MIPS 是一个字节可寻址机器，MIPS 中的地址和指针是指单个字节。一个字节是一个 8 位的数据。所以，当我们在这样的机器上使用指针和地址时，这些地址和指针的类型是字节地址。

当我们使用 32 位字时，它们占用多个字节，实际上 4 x 8 位字节对于一个 32 位字。当一个 32 位是数组的元素时，该字占用 4 个字节，每个字节都有自己的字节地址，因此它也占用 4 个字节地址。

与整个数组有时由其起始地址（其索引 0）引用的方式类似，整个元素（4 个字节）由其最低字节的地址引用。从一个元素移动到下一个元素，意味着移动 4 字节地址。

因此，给定一个索引，我们将该索引转换为字节偏移量，在这种情况下，这称为缩放。比例因子与数组中元素的大小相同，这里是一个整数数组，因此每个元素 4 个字节。因此比例因子为 4。

所以，我们想要的更像是$t3*4($s2)，当然 MIPS 也做不到。但是使用单独的指令，MIPS 可以乘以 4，MIPS 也可以将动态值加在一起。完成这些后，我们可以使用 MIPS 提供的常数系数解引用形式——带有附加标识，因为我们已经计算了完整的地址。

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有两种方法可以做到K[i+1]：：

1. 添加i和1，然后将该结果乘以 4，然后添加K并使用零作为加载或存储指令中的偏移量。

2. 乘以i4，然后添加K并使用 4 作为存储指令中的偏移量。

表格 2 使用非零偏移值 4，即按 *4 缩放的 +1。这恰好比解决方案 1 短 1 条指令。

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如何乘以一个像 4 这样的小常数，假设要乘的数在 中$t0，而结果是在 中$t1：

1. 将 number 与自身相加 4 次，使用目标累加结果：

    add $t1, $t0, $t0     # t1 = t0 + t0 = t0 * 2
    add $t1, $t1, $t0     # t1 = t1 + t0 = t0 * 3
    add $t1, $t1, $t0     # t1 = t1 + t0 = t0 * 4

2. 将数字添加到自身一次，然后将该数字添加到自身一次

    add $t1, $t0, $t0     # t1 = t0 + t0 = t0 * 2
    add $t1, $t1, $t1     # t1 = t1 + t1 = t0 * 2 + t0 * 2 = t0 * 4

3. 将数字左移 2 个（二进制）位置

    sll $t1, $t0, 2       # t1 = t0 << 2 = t0 * 4