XC32アセンブリ(レジスタを制御変数にした繰り返しのコード)

s1レジスタに-3を設定してから繰り返し領域に進み、その後s1を増やして、そのs1が0より小さければば、繰り返しの分岐を行う手法です。
(他に「3から始めて、繰り返し内で減らし、その値が0より大きければ、繰り返しの戻る分岐を行う」方法もよく使われます。
　　以下を少し変更することで可能です。実際に変更して試してみましょう。)

#include <xc.h>	// test.S （USBへhelloの文字列を出力するプログラム）
	.set noreorder #アセンブラに命令の順序を自動変更させない。
	.section	test_main,address(0x80005000),code
	.ent	test_main
test_main:
	ADDIU	sp,sp,-24	# 以下で使う24byteまでの退避サイスをスタックに作る。
	SW	ra,20(sp)	# 現在の関数の戻り番地をスタックに退避
	SW	fp,16(sp)	# 呼び出し前の関数のフレームポインタをスタックに退避
	MOVE	fp,sp		# 現在の関数のフレームポインタをこの関数用に更新

ADDI	s1, zero, -3	# s1に -3をセット

L01:	NOP
	LUI	v0,0xa000	# 以下3行で_PTR_HANDLERS[_IDX_API_SEND_STRING]の内容をv0に設定する
	ORI	v0,v0,0x41a4 
	LW	v0,0(v0)
	LUI	v1,%hi(.L_STR_HELLO)	# v0の関数の引数を準備
	ADDIU	a0,v1,%lo(.L_STR_HELLO)	# v0の関数の引数をa0レジスタに設定
	JALR	v0			# Raに戻り値を設置してv0の関数を呼び出す。（ここで、hello文字列出力の登録が行われる）
	NOP

ADDIU	s1, s1, 1	# s1++
	#BLEZ	s1,L01		# if s1 >= 0: goto L01 これを使うと４回表示
	BLTZ	s1,L01		# if s1 > 0: goto L01
	NOP

MOVE	sp,fp		# フレームポインタで退避前でspを退避前に戻す。
	LW	ra,20(sp)	# 現在の関数の戻り番地をスタックから復元
	LW	fp,16(sp)	# この関数の呼び出し前のフレームポインタをスタックから復元
	JR	ra		# この関数の呼び出し後に移動（リターンに相当する）
	ADDIU	sp,sp,24	# この関数の呼び出し前のスタックポインタに戻る
	.end test_main

.section	.L_STR_HELLO,address(0x80005058),code
	.align	2
.L_STR_HELLO:
	.ascii	"hello\r\n\x00"

　　上記で編集したアセンブリソースを、左のボタンで「アッセンブル」できます。
番地から実行するUME専用Hexコマンドを、最後に追加埋め込みする場合にチェックする＝＝＞

MIPS32分岐命令についての留意点

命令の実行ステージから分岐先の命令フェッチまでに1命令分の空きが生じ、分岐遅延が生じる。
MIPS32系ではこの遅延を「遅延スロット」と呼び、パイプラインを有効利用する意図で、この空いた分岐命令の直後に命令を埋め込むことができる。
（このなにもしない待ちのサイクルを無くすために置く命令を「遅延スロットの命令」と呼んでいる。）
別の言い方をすると、ジャンプや分岐命令は「１命令遅れて分岐する」ことになる。
そして分岐命令には、「Branch Likely 命令（「直訳？：分岐する傾向がある分岐命令）」と呼ぶ命令が存在する。
つまり、分岐命令にはBranch Likely 命令対応と、そうでない命令が存在する。
Branch Likely 命令は遅延スロットの処理を、分岐命令が実際に分岐するときのみ実行するというもので．分岐しない場合は，この遅延スロットの命令は実行されない（無視される）。
対して、Branch Likely でない命令は、「遅延スロット」を分岐に関係なく、必ず実行する。
（Branch Likely 分岐命令を利用して、その直後の「遅延スロット」に命令を置くと、分岐しない場合の実行クロック数は同じだが，分岐する場合は「遅延スロットの命令」分だけ得をするイメージになる。
しかし、Branch Likely でない分岐命令直後の「遅延スロット」に命令を置くと、分岐に関係なく実行するので、分かり難い。
よって分かりやすくする為には、分岐命令の直後にNOPを置くよい。その場合は「遅延スロット」を有効に使わない遅延が生じる）

「Branch Likely 分岐」とそうでない分岐の例を示します。
BNELとBNEはどちらもレジスタ間比較で、等しくなければ分岐する命令ですが、 BNELは「Branch Likely 」命令で、BNEはそうでない命令です。
BNELのLは、Branch Likelyの意味になってます。
この命令は，遅延スロットに分岐先の先頭の 1 命令を置く，という使い方をします。

以下に分岐命令の種類を示します。(それぞれには、語尾にLを付けたBranch Likely 命令存在します。)

命令名と由来	概要	例
beq (Branch on EQual)	レジスタ間の比較で、一致したら分岐	BEQ t0,zero, L02
bne (Branch on Not Equal)	レジスタ間の比較で、一致しないなら分岐	BNE t0, zero, L01
blez (Branch on LEss than or Equal to Zero)	指定レジスタがゼロ以下なら分岐	BLEZ s1,L01
bltz (Branch on Less Than Zero)	指定レジスタがゼロより小さいなら分岐	BLTZ s1,L01
bgez (Branch on Greater or Equal to Zero)	指定レジスタがゼロ以上で分岐	bgez t0, L02
bgtz (Branch on Greater Than Zero)	指定レジスタがゼロより大きければ分岐	bgtz t0, L02

do { ～ } while( s0 != 0); の繰り返しパーターン

下は、s0レジスタを制御変数に使って、s0を1,2,3と変化させて、繰り返しを制御しています。
BNEを使った場合と、BNELを使った場合の例です、

	s0=0;do { □□;s0++; } while( s0 != 0)	s0=1;do { □□; } while( s0++ != 0)
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37	#include <xc.h> // test.S （USBへhelloの文字列を出力するプログラム） .set noreorder #アセンブラに命令の順序を自動変更させない。 .section test_main,address(0x80005000),code .ent test_main test_main: ADDIU sp,sp,-24 # 以下で使う24byteまでの退避サイスをスタックに作る。 SW ra,20(sp) # 現在の関数の戻り番地をスタックに退避 SW fp,16(sp) # 呼び出し前の関数のフレームポインタをスタックに退避 MOVE fp,sp # 現在の関数のフレームポインタをこの関数用に更新 ADDIU s0, s0, 0 # s0に0をセット NOP L01: LUI v0,0xa000 # 以下3行で_PTR_HANDLERS[_IDX_API_SEND_STRING]内容をv0に設定 ORI v0,v0,0x41a4 LW v0,0(v0) LUI v1,%hi(.L_STR_HELLO) # v0の関数の引数を準備 ADDIU a0,v1,%lo(.L_STR_HELLO) # v0の関数の引数をa0レジスタに設定 JALR v0 # Raに戻り値を設置してv0の関数を呼び出す。 NOP ADDIU s0, s0, 1 # s0++ ADDIU t0, s0, -3 # t0 = s0 - 3 BNE t0, zero, L01 # if t0 != 0 goto L01 NOP # 直前がBranch Likely命令でない時、分岐に関係なく実行されるので入れる MOVE sp,fp # フレームポインタで退避前でspを退避前に戻す。 LW ra,20(sp) # 現在の関数の戻り番地をスタックから復元 LW fp,16(sp) # この関数の呼び出し前のフレームポインタをスタックから復元 JR ra # この関数の呼び出し後に移動（リターンに相当する） ADDIU sp,sp,24 # この関数の呼び出し前のスタックポインタに戻る .end test_main .section .L_STR_HELLO,address(0x80005058),code .align 2 .L_STR_HELLO: .ascii "hello\r\n\x00"	#include <xc.h> // test.S （USBへhelloの文字列を出力するプログラム） .set noreorder #アセンブラに命令の順序を自動変更させない。 .section test_main,address(0x80005000),code .ent test_main test_main: ADDIU sp,sp,-24 # 以下で使う24byteまでの退避サイスをスタックに作る。 SW ra,20(sp) # 現在の関数の戻り番地をスタックに退避 SW fp,16(sp) # 呼び出し前の関数のフレームポインタをスタックに退避 MOVE fp,sp # 現在の関数のフレームポインタをこの関数用に更新 ADDIU s0, s0, 1 # s0に0をセット NOP L01: LUI v0,0xa000 # 以下3行で_PTR_HANDLERS[_IDX_API_SEND_STRING]内容をv0に設定 ORI v0,v0,0x41a4 LW v0,0(v0) LUI v1,%hi(.L_STR_HELLO) # v0の関数の引数を準備 ADDIU a0,v1,%lo(.L_STR_HELLO) # v0の関数の引数をa0レジスタに設定 JALR v0 # Raに戻り値を設置してv0の関数を呼び出す。 NOP ADDIU t0, s0, -3 # t0 = s0 - 3 BNEL t0, zero, L01 # if t0 != 0 goto L01 ADDIU s0, s0, 1 # s0++ MOVE sp,fp # フレームポインタで退避前でspを退避前に戻す。 LW ra,20(sp) # 現在の関数の戻り番地をスタックから復元 LW fp,16(sp) # この関数の呼び出し前のフレームポインタをスタックから復元 JR ra # この関数の呼び出し後に移動（リターンに相当する） ADDIU sp,sp,24 # この関数の呼び出し前のスタックポインタに戻る .end test_main .section .L_STR_HELLO,address(0x80005058),code .align 2 .L_STR_HELLO: .ascii "hello\r\n\x00"

s0=0;do { □□;s0++; } while( s0 != 0)

s0=1;do { □□; } while( s0++ != 0)

#include <xc.h>	// test.S （USBへhelloの文字列を出力するプログラム）
	.set noreorder #アセンブラに命令の順序を自動変更させない。
	.section	test_main,address(0x80005000),code
	.ent	test_main
test_main:
	ADDIU	sp,sp,-24	# 以下で使う24byteまでの退避サイスをスタックに作る。
	SW	ra,20(sp)	# 現在の関数の戻り番地をスタックに退避
	SW	fp,16(sp)	# 呼び出し前の関数のフレームポインタをスタックに退避
	MOVE	fp,sp		# 現在の関数のフレームポインタをこの関数用に更新

	ADDIU	s0, s0, 0	# s0に0をセット

	NOP
L01:	LUI	v0,0xa000 # 以下3行で_PTR_HANDLERS[_IDX_API_SEND_STRING]内容をv0に設定
	ORI	v0,v0,0x41a4 
	LW	v0,0(v0)
	LUI	v1,%hi(.L_STR_HELLO)	# v0の関数の引数を準備
	ADDIU	a0,v1,%lo(.L_STR_HELLO)	# v0の関数の引数をa0レジスタに設定
	JALR	v0		# Raに戻り値を設置してv0の関数を呼び出す。
	NOP

	ADDIU	s0, s0, 1		# s0++
	ADDIU	t0, s0, -3		# t0 = s0 - 3
	BNE	t0, zero, L01	# if t0 != 0 goto L01
	NOP	# 直前がBranch Likely命令でない時、分岐に関係なく実行されるので入れる

	MOVE	sp,fp		# フレームポインタで退避前でspを退避前に戻す。
	LW	ra,20(sp)	# 現在の関数の戻り番地をスタックから復元
	LW	fp,16(sp)	# この関数の呼び出し前のフレームポインタをスタックから復元
	JR	ra		# この関数の呼び出し後に移動（リターンに相当する）
	ADDIU	sp,sp,24	# この関数の呼び出し前のスタックポインタに戻る
	.end test_main

	.section	.L_STR_HELLO,address(0x80005058),code
	.align	2
.L_STR_HELLO:
	.ascii	"hello\r\n\x00"

#include <xc.h>	// test.S （USBへhelloの文字列を出力するプログラム）
	.set noreorder #アセンブラに命令の順序を自動変更させない。
	.section	test_main,address(0x80005000),code
	.ent	test_main
test_main:
	ADDIU	sp,sp,-24	# 以下で使う24byteまでの退避サイスをスタックに作る。
	SW	ra,20(sp)	# 現在の関数の戻り番地をスタックに退避
	SW	fp,16(sp)	# 呼び出し前の関数のフレームポインタをスタックに退避
	MOVE	fp,sp		# 現在の関数のフレームポインタをこの関数用に更新

	ADDIU	s0, s0, 1	# s0に0をセット

	NOP
L01:	LUI	v0,0xa000 # 以下3行で_PTR_HANDLERS[_IDX_API_SEND_STRING]内容をv0に設定
	ORI	v0,v0,0x41a4 
	LW	v0,0(v0)
	LUI	v1,%hi(.L_STR_HELLO)	# v0の関数の引数を準備
	ADDIU	a0,v1,%lo(.L_STR_HELLO)	# v0の関数の引数をa0レジスタに設定
	JALR	v0		# Raに戻り値を設置してv0の関数を呼び出す。
	NOP

	ADDIU	t0, s0, -3		# t0 = s0 - 3
	BNEL	t0, zero, L01	# if t0 != 0 goto L01
	ADDIU	s0, s0, 1		# s0++


	MOVE	sp,fp		# フレームポインタで退避前でspを退避前に戻す。
	LW	ra,20(sp)	# 現在の関数の戻り番地をスタックから復元
	LW	fp,16(sp)	# この関数の呼び出し前のフレームポインタをスタックから復元
	JR	ra		# この関数の呼び出し後に移動（リターンに相当する）
	ADDIU	sp,sp,24	# この関数の呼び出し前のスタックポインタに戻る
	.end test_main

	.section	.L_STR_HELLO,address(0x80005058),code
	.align	2
.L_STR_HELLO:
	.ascii	"hello\r\n\x00"

s0=0; while( s0 の判定){ s0++ } の繰り返しパーターン

下は、s0レジスタを制御変数に使って、s0を1,2,3と変化させて、繰り返しを制御しています。
BNEを使った場合と、BNELを使った場合の例です、

	s0=0; while(s0 < 3) { s0++ } または、for(s0=0; s0 < 3; s0++){ }	s0=1; while(s0 <= 3) { s0++ } または、for(s0=0; s0 <= 3; s0++){ }
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41	#include <xc.h> // test.S （USBへhelloの文字列を出力するプログラム） .set noreorder #アセンブラに命令の順序を自動変更させない。 .section test_main,address(0x80005000),code .ent test_main test_main: ADDIU sp,sp,-24 # 以下で使う24byteまでの退避サイスをスタックに作る。 SW ra,20(sp) # 現在の関数の戻り番地をスタックに退避 SW fp,16(sp) # 呼び出し前の関数のフレームポインタをスタックに退避 MOVE fp,sp # 現在の関数のフレームポインタをこの関数用に更新 ADDIU s0, zero, 0 # s0に0をセット L01: SLTI t0, s0, 3 # if s0 < 3 : t0=1 else t0=0 BEQ t0,zero, L02 # または「beqz t0,L02」で繰り返し終了分岐 NOP LUI v0,0xa000 # 以下3行で_PTR_HANDLERS[_IDX_API_SEND_STRING]内容をv0に設定 ORI v0,v0,0x41a4 LW v0,0(v0) LUI v1,%hi(.L_STR_HELLO) # v0の関数の引数を準備 ADDIU a0,v1,%lo(.L_STR_HELLO) # v0の関数の引数をa0レジスタに設定 JALR v0 # Raに戻り値を設置してv0の関数を呼び出す。 NOP ADDIU s0, s0, 1 # s0++ J L01 NOP L02: MOVE sp,fp # フレームポインタで退避前でspを退避前に戻す。 LW ra,20(sp) # 現在の関数の戻り番地をスタックから復元 LW fp,16(sp) # この関数の呼び出し前のフレームポインタをスタックから復元 JR ra # この関数の呼び出し後に移動（リターンに相当する） ADDIU sp,sp,24 # この関数の呼び出し前のスタックポインタに戻る .end test_main .section .L_STR_HELLO,address(0x80005060,code .align 2 .L_STR_HELLO: .ascii "hello\r\n\x00"	#include <xc.h> // test.S （USBへhelloの文字列を出力するプログラム） .set noreorder #アセンブラに命令の順序を自動変更させない。 .section test_main,address(0x80005000),code .ent test_main test_main: ADDIU sp,sp,-24 # 以下で使う24byteまでの退避サイスをスタックに作る。 SW ra,20(sp) # 現在の関数の戻り番地をスタックに退避 SW fp,16(sp) # 呼び出し前の関数のフレームポインタをスタックに退避 MOVE fp,sp # 現在の関数のフレームポインタをこの関数用に更新 ADDIU s0, zero, 1 # s0に1をセット L01: ADDIU t1, zero, 3 # t1に3をセット SUB t0, s0, t1 # t0 = s0 - t1 # bgez t0, L02 # t0が0以上で、繰り返し終了(s0-3>=0で分岐)で2回の繰り返し bgtz t0, L02 # t0が0より大きい時、繰り返し終了(s0-3>0で分岐) NOP LUI v0,0xa000 # 以下3行で_PTR_HANDLERS[_IDX_API_SEND_STRING]内容をv0に設定 ORI v0,v0,0x41a4 LW v0,0(v0) LUI v1,%hi(.L_STR_HELLO) # v0の関数の引数を準備 ADDIU a0,v1,%lo(.L_STR_HELLO) # v0の関数の引数をa0レジスタに設定 JALR v0 # Raに戻り値を設置してv0の関数を呼び出す。 NOP ADDIU s0, s0, 1 # s0++ J L01 NOP L02: MOVE sp,fp # フレームポインタで退避前でspを退避前に戻す。 LW ra,20(sp) # 現在の関数の戻り番地をスタックから復元 LW fp,16(sp) # この関数の呼び出し前のフレームポインタをスタックから復元 JR ra # この関数の呼び出し後に移動（リターンに相当する） ADDIU sp,sp,24 # この関数の呼び出し前のスタックポインタに戻る .end test_main .section .L_STR_HELLO,address(0x80005060,code .align 2 .L_STR_HELLO: .ascii "hello\r\n\x00"

s0=0; while(s0 < 3) { s0++ } または、for(s0=0; s0 < 3; s0++){ }

s0=1; while(s0 <= 3) { s0++ } または、for(s0=0; s0 <= 3; s0++){ }

#include <xc.h>	// test.S （USBへhelloの文字列を出力するプログラム）
	.set noreorder #アセンブラに命令の順序を自動変更させない。
	.section	test_main,address(0x80005000),code
	.ent	test_main
test_main:
	ADDIU	sp,sp,-24	# 以下で使う24byteまでの退避サイスをスタックに作る。
	SW	ra,20(sp)	# 現在の関数の戻り番地をスタックに退避
	SW	fp,16(sp)	# 呼び出し前の関数のフレームポインタをスタックに退避
	MOVE	fp,sp		# 現在の関数のフレームポインタをこの関数用に更新

	ADDIU	s0, zero, 0	# s0に0をセット
L01:	SLTI 	t0, s0, 3	# if s0 < 3 : t0=1 else t0=0
	BEQ	t0,zero, L02 # または「beqz	t0,L02」で繰り返し終了分岐



	NOP
	LUI	v0,0xa000 # 以下3行で_PTR_HANDLERS[_IDX_API_SEND_STRING]内容をv0に設定
	ORI	v0,v0,0x41a4 
	LW	v0,0(v0)
	LUI	v1,%hi(.L_STR_HELLO)	# v0の関数の引数を準備
	ADDIU	a0,v1,%lo(.L_STR_HELLO)	# v0の関数の引数をa0レジスタに設定
	JALR	v0		# Raに戻り値を設置してv0の関数を呼び出す。
	NOP


	ADDIU	s0, s0, 1		# s0++
	J	L01
	NOP

L02:	MOVE	sp,fp		# フレームポインタで退避前でspを退避前に戻す。
	LW	ra,20(sp)	# 現在の関数の戻り番地をスタックから復元
	LW	fp,16(sp)	# この関数の呼び出し前のフレームポインタをスタックから復元
	JR	ra		# この関数の呼び出し後に移動（リターンに相当する）
	ADDIU	sp,sp,24	# この関数の呼び出し前のスタックポインタに戻る
	.end test_main

	.section	.L_STR_HELLO,address(0x80005060,code
	.align	2
.L_STR_HELLO:
	.ascii	"hello\r\n\x00"

#include <xc.h>	// test.S （USBへhelloの文字列を出力するプログラム）
	.set noreorder #アセンブラに命令の順序を自動変更させない。
	.section	test_main,address(0x80005000),code
	.ent	test_main
test_main:
	ADDIU	sp,sp,-24	# 以下で使う24byteまでの退避サイスをスタックに作る。
	SW	ra,20(sp)	# 現在の関数の戻り番地をスタックに退避
	SW	fp,16(sp)	# 呼び出し前の関数のフレームポインタをスタックに退避
	MOVE	fp,sp		# 現在の関数のフレームポインタをこの関数用に更新

	ADDIU	s0, zero, 1	# s0に1をセット
L01:	ADDIU	t1, zero, 3	# t1に3をセット
	SUB 	t0, s0, t1	# t0 = s0 - t1
	# bgez	t0, L02 	# t0が0以上で、繰り返し終了(s0-3>=0で分岐)で2回の繰り返し
	bgtz	t0, L02 	# t0が0より大きい時、繰り返し終了(s0-3>0で分岐)


	NOP
	LUI	v0,0xa000 # 以下3行で_PTR_HANDLERS[_IDX_API_SEND_STRING]内容をv0に設定
	ORI	v0,v0,0x41a4 
	LW	v0,0(v0)
	LUI	v1,%hi(.L_STR_HELLO)	# v0の関数の引数を準備
	ADDIU	a0,v1,%lo(.L_STR_HELLO)	# v0の関数の引数をa0レジスタに設定
	JALR	v0		# Raに戻り値を設置してv0の関数を呼び出す。
	NOP

	ADDIU	s0, s0, 1		# s0++
	J	L01
	NOP

L02:	MOVE	sp,fp		# フレームポインタで退避前でspを退避前に戻す。
	LW	ra,20(sp)	# 現在の関数の戻り番地をスタックから復元
	LW	fp,16(sp)	# この関数の呼び出し前のフレームポインタをスタックから復元
	JR	ra		# この関数の呼び出し後に移動（リターンに相当する）
	ADDIU	sp,sp,24	# この関数の呼び出し前のスタックポインタに戻る
	.end test_main

	.section	.L_STR_HELLO,address(0x80005060,code
	.align	2
.L_STR_HELLO:
	.ascii	"hello\r\n\x00"

レジスタを制御変数にした繰り返しで、hello文字列をUSBに出力する

このページで示したhelloを表示させる部分を、３回繰り返すプログラムコード例で示します。

MIPS32分岐命令についての留意点

do { ～ } while( s0 != 0); の繰り返しパーターン

s0=0; while( s0 の判定){ s0++ } の繰り返しパーターン