MIPS中的整数绝对值？答案

【问题标题】：Integer absolute value in MIPS?MIPS中的整数绝对值？
【发布时间】：2010-02-22 16:55:51
【问题描述】：

你有什么简单的方法可以在 MIPS 中将寄存器中的值设为绝对值吗？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

这是一个无分支的变体：

# input and output in $t0
sra $t1,$t0,31   
xor $t0,$t0,$t1   
sub $t0,$t0,$t1

这是如何工作的？
首先，$t1 用$t0 的符号位填充。因此，如果$t0 为正，$t1 将设置为 0，如果$t0 为负，$t1 将设置为 0xFFFFFFFF。

接下来，如果 $t1 为 0xFFFFFFFF，则 $t0 的每一位都被反转，如果 $t1 为 0，则保持不变。恰好反转一个数字的所有位与将其设置为 (-number)-1 相同（在二进制补码）。

最后，从中间结果中减去 0xFFFFFFFF（等于 -1）或 0。

所以如果 $t0 最初是负数，你会得到：
$t0 = ($t0 ^ 0xFFFFFFFF) - 0xFFFFFFFF == (-$t0 - 1) - -1 == (-$t0 - 1) + 1 == -$t0。
如果它最初是肯定的，你会得到：
$t0 = ($t0 ^ 0) - 0 == $t0。

【讨论】：

警告：此方法受美国专利 #6073150 的保护。不过，可能是无效的，因为它的已知时间超过 1997 年。
@Myria：GCC 等编译器多年来一直在各种 ISA 上使用它。例如x86-64 的 GCC4.4：godbolt.org/z/Mv843o。（还显示了 64 位 MIPS GCC5.4 使用条件移动 movn，在 x 和 -x 之间进行选择，就像 clang 对 x86 所做的那样。）

【解决方案2】：

这是一个非常简单的方法。

#assume you want the absolute value of r1
        ori $2, $zero, $1      #copy r1 into r2
        slt $3, $1, $zero      #is value < 0 ?
        beq $3, $zero, foobar  #if r1 is positive, skip next inst
        sub $2, $zero, $1      #r2 = 0 - r1
foobar:
#r2 now contains the absolute value of r1

【讨论】：

请注意，这是针对没有分支延迟槽的 MIPS，如 MARS / SPIM 默认模拟。否则，您需要将 move (ori) 重新排列到分支延迟槽中。

【解决方案3】：

最简单的方法。有一个伪指令可以做到这一点：

abs $t1, $t1

将寄存器$t1中值的绝对值放入$t1中

【讨论】：

这个伪指令是另一个答案中显示的sra/xor/sub序列。

【解决方案4】：

这是它的尺寸优化版本。由于分支预测问题，它比 sra/xor/subu 答案慢，但它的指令更小：

    bgtz $t0, label
label:
    subu $t0, $zero, $t0

这是因为 MIPS 延迟槽而起作用的：如果 $t0 为正数，则用于否定 $t0 的 subu 指令执行两次。您可能需要在您的汇编程序中启用.set noreorder。

【讨论】：

【解决方案5】：

最简单的方法就是对值进行一些二进制数学运算。

http://en.wikipedia.org/wiki/Signed_number_representations 描述了各种系统如何存储它们的负数。我相信 MIPS 使用 二进制补码 方案来存储带符号的数字。这使得它比一个位标志更难，可以通过将数字与 0b01111111 进行与运算来关闭它，但它仍然是可行的。

【讨论】：