MIPS (любопытство) более быстрый способ очистки реестра?

Во многих реализациях MIPS обе эти операции компилируются в одну и ту же инструкцию, потому что обычно «mov $a, $b» — это идиома для or $a, $b, $0, а li $r, x — сокращение для ori $r, $0, x:

move $t0, $0
li $t0, 0

и оба они будут выполняться на одном и том же конвейере, будучи архитектурно эквивалентными:

xor $t0, $t0, $t0
and $t0, $t0, $0

и в каждой реализации RISC, с которой я когда-либо работал, add находится в том же канале, что и xor/and/nor/etc.

По сути, все это зависит от реализации конкретного чипа, но все они должны быть с одним тактовым сигналом. Если микросхема вышла из строя, li или and x, $0, $0 могут быть самыми быстрыми, поскольку они сводят к минимуму ложные зависимости от других регистров.

Кажется, я помню, что $0 был создан специально для этого случая, поэтому я ожидаю, что move $t0 $0 должен быть рекомендуемым способом очистки регистра. Но я не делал MIPS почти 10 лет...

Учитывая, что все эти инструкции занимают один конвейерный цикл, между ними не должно быть большой разницы.

Если таковые имеются, я ожидаю, что xor $t0, $t0, $t0 будет лучшим для скорости, потому что он не использует никаких других регистров, таким образом оставляя их свободными для других значений и потенциально уменьшая конфликт файлов регистров.

Метод xor также рассматривается как особая идиома на некоторых процессорах, что позволяет ему использовать еще меньше ресурсов (например, нет необходимости выполнять операцию XOR ALU.

В большинстве реализаций архитектуры MIPS все они должны обеспечивать одинаковую производительность. Однако можно представить себе суперскалярную систему, которая могла бы выполнять несколько инструкций одновременно, если они используют отдельные внутренние блоки. У меня нет фактического примера системы MIPS, которая работает подобным образом, но именно так это происходит в системах PowerPC. Код операции xor $t0, $t0, $t0 будет выполняться на блоке «целочисленных вычислений» (поскольку это xor), а move $t0, $0 не будет использовать этот блок; концептуально последний может выполняться параллельно с другим кодом операции, выполняющим целочисленные вычисления.

Короче говоря, если вы обнаружите систему, в которой все перечисленные вами способы не одинаково эффективны, тогда я ожидаю, что метод move $t0, $0 будет наиболее эффективным.

Вероятно, это зависит от того, какие еще инструкции будут в конвейере одновременно: когда регистр использовался в последний раз, когда он будет использоваться в следующий раз и какие внутренние блоки используются в данный момент.

Я не знаком со структурой конвейера любого конкретного процессора MIPS, но ваш компилятор должен быть таким, и я ожидаю, что он выберет то, что будет самым быстрым в данной последовательности кода.

Вы можете просто использовать регистр $zero в качестве ссылки и записать его значение, равное 0 или 0b00000000, в регистр, который вы хотите очистить.

Если вы работаете с числами с плавающей запятой или двойными числами, вы можете просто объявить переменную с плавающей запятой и/или двойную в .data как 0.0 и записать ее в регистр, который вы хотите очистить, когда захотите.

Пример:

.data
     PI:       .float   3.14
     clear:    .float   0.0
.text
     main:
          lwc1 $f0, PI
          lwc1 $f0, clear

     li $v0, 10
     syscall