MIPS中的整数绝对值？

Question

你有什么简单的方法使MIPS寄存器中的值成为绝对值吗？

- aherlambang

Answer 1

这里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，将$t1填充为$t0的符号位。因此，如果$t0为正数，则$t1将设置为0；如果$t0为负数，则$t1将设置为0xFFFFFFFF。

接下来，如果$t1为0xFFFFFFFF，则反转$t0的每个位，否则保持不变。恰好反转一个数的所有位等同于将它设置为(-number)-1（在二进制补码中）。

最后，从中间结果中减去0xFFFFFFFF（相当于-1）或0。
因此，如果$t0最初为负数，则会得到：
$t0 = ($t0 ^ 0xFFFFFFFF) - 0xFFFFFFFF == (-$t0 - 1) - -1 == (-$t0 - 1) + 1 == -$t0。
如果最初为正数，则会得到：
$t0 = ($t0 ^ 0) - 0 == $t0。

- Michael

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警告：该方法受到美国专利#6073150的保护。虽然已经早在1997年之前就有人知道了，但可能是无效的。 - Myria

@Myria：编译器（如GCC）多年来一直在各种ISA上使用这种技术。例如，x86-64的GCC4.4：https://godbolt.org/z/Mv843o。（还显示了64位MIPS GCC5.4使用条件移动movn来在x和-x之间进行选择，就像clang为x86所做的那样。） - Peter Cordes

Answer 2

这里有一个非常简单的方法来实现它。

#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

- swanson

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请注意，这是针对没有分支延迟槽的MIPS处理器的编程，例如默认情况下由MARS / SPIM模拟。否则，您需要将“move”（“ori”）重新排列到分支延迟槽中。 - Peter Cordes

Answer 3

最简单的方式。 有一个伪指令可以实现这个功能：

abs $t1, $t1

将寄存器$t1中的值取绝对值，并将其放入$t1中。

- buster

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这个伪指令指的是另一个答案中展示的sra/xor/sub序列。 - Myria

Answer 4

这是一个经过大小优化的版本。由于分支预测问题，它比sra/xor/subu答案慢，但指令少了一个：

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

这是由于MIPS延迟槽的原因：如果$t0为正数，则否定$t0的subu指令将执行两次。您可能需要在汇编程序中启用.set noreorder。

- Myria

Answer 5

最简单的方法就是对这些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”方案来存储有符号数。这使得它比位标志更难处理，但仍然可以做到。

- David Pfeffer