計算MIPS表達式的有效方法

我正在爲嵌入式計算機編寫程序，並且內存和處理能力都很小。計算MIPS表達式的有效方法

ÿ和一個是存儲在浮點寄存器雙和X爲陣列雙打的。在MIPS中編寫此表達式的最有效方式是什麼？

y = y + a * x[i];

來源

2016-03-31 Barney Chambers

那麼，你現在有什麼？你有什麼理由相信現代C編譯器不會生成高效的代碼？ – Michael

不幸的是，我不必選擇使用C：（ –

）爲什麼會這樣呢？我用C編寫了8kB RAM和CPU的系統的軟件，能夠執行大概一百萬指令/秒。不打算用C編寫所有的代碼，你仍然可以使用C編譯器生成彙編代碼，以便將自己的彙編代碼打開。 – Michael

我用不流利的MIPS彙編，所以我不會有實際的MIPS指令的麻煩，我會使用類似簡單的英語中途Z80/86 TASM，希望你會明白我的意思。

而且我會假設你想要添加一個完整的數組，而不僅僅是這一行，因爲這改變了任務的一切。

如果你真的想要優化這條線，那麼就沒有多少空間可以做到這一點。只需加載x [i]，將其乘以a，然後將結果添加到y。

如果你正在談論一些固定大小的數組（比如矩陣中的大小4），可能會有一些直接展開的方式比從我這裏得到的更快。

如果我們談論的是一些陣列，這是不同的（但你應該張貼這樣的），你可以節省很多（N-1）乘法首先總結了X數組：

load r1, x_array_pointer 
    load r2, x_array_end_pointer 
    load fpr0, zero_value 
:loop_sum_x_array 
    add fpr0,[r1] 
    add r1,size_of_double 
    cmp r1,r2 
    jump_less loop_sum_x_array ; till whole array is summed 
    mul fpr0, *a* ; now multiply sum{x} by "a" 
    add fpr0, *y* ; and add initial "y" value 
    ; fpr0 contains result

「算法」：y + a * x0 + a * x1 + a * x2 + ... = y + a *（x0 + x1 + x2 + ...）（如果您沒有圖在你發佈到SO之前，你可以自己去嘗試，或者你還沒有嘗試，或者你已經8歲了，或者你應該認真做一些思考和基本的數學練習，因爲這很明顯。，實際上，在這個難度級別上它是純粹的樂趣，爲什麼你讓其他人在你的住處好玩？你非常慷慨，先生。 :)）

內存：這不使用任何額外的內存，只有輸入Ÿ，一個和X，則需要幾個臨時寄存器（R1，R2，fpr0）（所以只要因爲你沒有做8位的CPU操作，所以你應該有足夠的備用）。處理能力：算法的複雜度是O（n）（因爲你必須從x數組中添加每個值，所以你不能打敗它）。內部循環使用相當基本的指令：一個浮點加法，從存儲器加載雙值，地址遞增，比較和條件跳轉。然後它需要從字面上一個浮點乘法和一個更多的fp加法。 x數組以順序方式訪問，所以內存緩存未命中應該是最小的。

如果你的CPU有任何專門的指令，比如MMX，大數組的總數可能會更快地被寫入。但是對於大型陣列的現代CPU + RAM，你將主要受限於內存緩存速度，因爲內部循環對於GHz CPU來說是不存在的（除了從內存加載值以外）。

編輯：正如Michael指出的那樣，使用C編譯器是正確的方法，我只是爲了寫一些僞彙編器而做了我的答案。我不確定你的平臺是什麼，但是如果它是值得的，必須有PC的交叉編譯器以及將二進制結果傳送到目標的方式。

來源

2016-03-31 19:02:38 Ped7g

這是一個完全可以接受的答案，你介意一些建議嗎？ 1）要成熟。留下* 8yo *和*開心*的東西。這聽起來像一個青少年談論性。 2）迴應意見和評論（最後一段）。 3）避免文本牆，格式4）有關高速緩存和SIMD實例的事情有點幼稚，現代CPU必須保持忙碌（避免瓶頸），而不僅僅是加載/存儲。 5）準確：8位意味着沒有關於寄存器數量，數組是順序訪問（不是線性），MMX是真的老和特定的，O（n）是一個Theta（n），... –

1）謝謝:) 5）我知道有限數量的寄存器的最後一個CPU是8位時代的6502/6510，任何16位都有很多（與6502相比）。 MIPS是類似RISC的，所以實際上它有很多^ 2。 4）你在內存加載/存儲之間做什麼？（除非用高級語言編程）回到Z80時，速度比寄存器與內存的比例大約爲1：2，即使在內存中進行一些計算也是合理的。現代個人電腦在每個時鐘週期內完成大約1-2條指令！ L0 4k頁面緩存未命中可以是1000+滴答。你要麼做一些計算，要麼等待RAM。 – Ped7g

現在，在嵌入式系統上，8位微控制器仍然被大量使用，這些嵌入式系統不需要性能，但需要在很長一段時間內可靠地運行。他們中的大多數只有1個寄存器（累加器），除了AVR和少數我不知道的 –

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