乗算を行ったとき下位レジスタに入り切らないときの出力

前提・実現したいこと

アセンブリ言語でmult命令を使った際、上位32bitはHIレジスタに、下位32bitはLOレジスタに入ると教わったのですが、HIレジスタまで使う数が計算結果となった場合、どのようにしてHIレジスタとLOレジスタ内の値を繋ぎ合わせ値を出力すれば良いのでしょうか？

例えばですが、キーボード入力をxとして100*xを計算し表示するというプログラムはこんな感じでいけると思いますが、これだとLOレジスタ内ですむ計算しかできません。

どのようにすればHIレジスタまで使う計算結果も出力できるのでしょうか？

CPUはMIPS、処理系はSPIMです。バージョンは申し訳ないですが、分かりません

よろしくお願いします。

        .data
newln:  .asciiz "\n"

        .text
        .globl main

main:   addi    $sp, $sp, -4
        sw      $ra, 0($sp)

        move    $t0, $zero      # t0を0に初期化
        li      $v0, 5          
        syscall                 # 数を聞き、読み取る。これをxとした
        li      $t1, 100        # t1に100を入れる
        mult    $t1, $v0        # 100 * x
        mflo    $t0             # LOレジスタからt0に値を持ってくる

        move    $a0, $t0
        li      $v0, 1          #値の出力
        syscall
        la      $a0, newln      # 以下改行命令
        li      $v0, 4
        syscall
        lw      $ra, 0($sp)             # 戻り先アドレスの復元
        addi    $sp, $sp, 4             # スタック領域の開放
        jr      $ra                     # プログラムの終了

dameo

2021/05/30 15:56

CPUはMIPSで、処理系はMARSですか？お手数ですが、まずはその情報をご記載ください。

yomoanyan

2021/05/30 23:22

CPUはMIPSで、SPIMですね。

dameo

2021/05/30 23:28

あ、お手数ですが、質問文にご記載ください。バージョンなども分かればお願いします。

yomoanyan

2021/05/30 23:35

書きました。バージョンは申し訳ないですが、大学から用意された環境で行っているのでいまいちよく分かりません。確認方法なども調べたのですが、調べ方が悪いのかわからなかったので、よろしければ教えて欲しいです。

dodox86

2021/05/30 23:43

SPIM（実行環境）であれば、対象としているCPUの種別はR2000かR3000のはずです。最新のQtSpimかそれより前のものか。QtSpimなら、ウィンドウメニューの「Help」からバージョン確認できますね。

dameo

2021/05/30 23:44

dodox86

2021/05/30 23:47

@質問者さん SPIMを使っているマシンがWindowsなのかmacなのかUN*Xなのかでもヒントになると思います。 https://ja.wikipedia.org/wiki/SPIM

dodox86

2021/05/30 23:53 編集

dameo

2021/05/31 19:41

とりあえず、R2000でも動くSPIMで、0～255までの数字を入力してもらってシステムコール4(文字列出力)だけで入力された整数を出力するコードを適当に書いてみました。ご参考までに。　　　　.data newln:　.asciiz "\n" result: .space　4 　　　　.text 　　　　.globl main main:　 addi　　$sp, $sp, -4 　　　　sw　　　$ra, 0($sp) 　　　　move　　$t0, $zero　　　# t0を0に初期化　　　　li　　　$v0, 5　　　　　　　　　syscall　　　　　　　　 # 数を聞き、読み取る。(0〜255までの8bitとする) 　　　　move　　$t0, $v0　　　　# t0に入れる。割られる数　　　　la　　 $t4, result + 3 　　　　sb　　 $zero, ($t4)　　 # NUL文字をストア print_loop: 　　　　sub　　$t4, $t4, 1　　　# 次の位置へ移動　　　　li　　　$t1, 160　　　　# t1(筆算で引く数)に160を入れる　　　　li　　　$t2, 16　　　　 # t2(商に足す数)に16を入れる　　　　move　　$t3, $zero　　　# t3(商)を0に初期化　　　　# 2進数で10で割る筆算 div_loop: 　　　　blt　　 $t0, $t1, cannot_sub 　　　　# 筆算で1が立つケース　　　　sub　　 $t0, $t0, $t1　 # 余りの計算(1bit分) 　　　　or　　　$t3, $t3, $t2　 # 商の計算(1bit分) cannot_sub: 　　　　# 筆算で0になるケース　　　　srl　　 $t1, $t1, 1 　　　　srl　　 $t2, $t2, 1 　　　　bne　　 $t2, 0, div_loop 　　　　add　　$t0, $t0, 48　　 # 余り1桁をASCIIコードに変換　　　　sb　　 $t0, ($t4)　　　 # 1文字ストア　　　　move　 $t0, $t3　　　　 # 商を割られる数に設定　　　　bne　　$t0, 0, print_loop 　　　　# 結果の表示　　　　move　　$a0, $t4 　　　　li　　　$v0, 4 　　　　syscall 　　　　la　　　$a0, newln　　　# 以下改行命令　　　　li　　　$v0, 4 　　　　syscall # 半角空白2つを全角空白に変換しています

dameo

2021/05/31 19:47

言い忘れました。 64bitの割り算は自力で計算する必要があるため、乗除算を使用せず、2進数の筆算を念頭に書いています。

yomoanyan

2021/06/01 01:03 編集

@deameoさんありがとうございます。参考にさせていただきます。BAにしたいので適当に回答を残していただきたいです。

dameo

2021/06/01 01:01

いえいえ、多分yomoanyanさんが64bitの整数表示コードを書いたときこの問題は初めて解決すると思います。無理に解決する必要はないですけど、その機会を奪いたくはないので、このままにさせてください。

yomoanyan

2021/06/01 01:04

分かりました。ちょっと今はまだ難しいかもしれないですけど、もう少し勉強したらまたやってみたいと思います。

行動規範の内容に同意します

回答3件

ベストアンサー

アセンブリ言語で

一般的に、アセンブリ言語の仕様はCPUごとに全く違うので、ただ「アセンブリ言語で」と言ってもどのCPUの話か分かりません。明記してください。
今回の場合MIPSであることまではわかりますが、バージョンも分かりませんし(hi/loでやや古いのは分かるが)、syscallで呼び出されているシステムコールの仕様も分かりません。

どのようにすればHIレジスタまで使う計算結果も出力できるのでしょうか？

まずそういうプログラムどこかにがあるか探して、
無ければ自分で順を追って頑張ってプログラムを書くか、諦めてください。

状況から判断するに、1つのレジスタだけの結果を出力する方法をあなたは知らないものと思います。
誰かが頑張って書いた「1つのレジスタの内容を出力するプログラム」をsyscallを通して使っているだけです。
同様に「2つのレジスタの内容を出力するプログラム」を誰かが作ってくれていればよいですが、見つからなければ苦労して書くことになります。
1文字出力はシステムコールを使うとして、まずは加減乗除論理演算シフトあたりを駆使して1つのレジスタの内容を出力するプログラムを書いてから、複数ワードに渡る値の加減算・乗算あたりを理解して、2つのレジスタの値の出力という順になるかなと思います。
10進↔2進変換は色々な手法があり奥の深い題材です。とりあえず計算が素直な「shift and add 3」法を調べてみるとよいでしょう。

なお、MIPSは複数ワードに渡る値を扱うのがキャリーフラグを使う他のCPUと比べ面倒です。

単に出力が見たいだけなら諦めて上下を別々に表示してPC側でどうにかするのが楽です。

投稿2021/05/30 07:00

ikadzuchi

総合スコア3047

yomoanyan

2021/05/30 08:09

回答ありがとうございます。自大学の資料は外部に出せない決まりなので他大学の資料になってしまうのですが、システムコールの仕様はこれと同じような感じだと思います。 http://www.cc.kyoto-su.ac.jp/~kbys/kiso/cpu/mips3.html バージョンですが、大学で用意された環境でやっているの分かりません。つい最近習い始めたばかりで、なんとなく疑問に思ったことを軽い気持ちで投稿したら思ったよりややこしい問題だったようで驚いてます。とりあえず「shift and add 3」法を調べてみます。ありがとうございます。

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