수학 하기

모든 계산은 레지스터 사이에서 이루어집니다. 산술 명령어는 목적지를 먼저 지정하고, 그 뒤에 읽어들일 두 개의 소스가 옵니다: add dest, src1, src2는 dest = src1 + src2를 의미합니다.

더하기와 빼기

add는 두 레지스터에 담긴 숫자를 가져와 그 합을 세 번째 레지스터에 저장합니다. sub는 뺄셈에 대해 같은 일을 합니다: sub t2, t0, t1은 t0 - t1을 계산합니다. 두 명령어 모두 레지스터에서만 읽습니다.

add t2, t0, t1 # t2 = t0 + t1
sub t2, t0, t1 # t2 = t0 - t1

알아둘 점: 레지스터는 32비트만 담을 수 있으므로 한계가 있습니다. 결과가 너무 커서 들어가지 않아도 오류는 발생하지 않습니다. 값은 조용히 되돌아가서 매우 낮은 숫자가 되고 실행은 계속됩니다. 일상적인 값은 이 한계에 도달하지 않지만, 한계에 대해 알아둘 가치는 있습니다.

두 번째 레지스터 대신 고정된 숫자를 사용하려면 즉시값을 뜻하는 문자 i를 추가합니다: addi t0, t0, 1은 상수 1을 더합니다. subi는 없으므로 상수를 빼려면 음수를 더합니다: addi t0, t0, -1.

곱하기와 나누기

mul은 두 레지스터를 곱합니다. div는 그것들을 정수로 나누고 소수 부분을 버리므로 7 / 2는 3이 됩니다. rem은 나머지를 주므로 7 % 2는 1이 됩니다. 나눗셈은 절대 충돌을 일으키지 않습니다. 0으로 나누면 -1을 반환합니다.

mul t2, t0, t1 # t2 = t0 * t1
div t2, t0, t1 # t2 = t0 / t1 (정수)
rem t2, t0, t1 # t2 = t0 % t1 (나머지)

전체 구성

li t0, 7
li t1, 5
add t1, t0, t1 # t1 = 7 + 5 = 12
mv a0, t1 # 출력 서비스는 a0을 읽는다
li a7, 1
ecall
li a7, 10
ecall

li t0, 7은 7을 t0에 로드합니다. li t1, 5는 5를 t1에 로드합니다. add t1, t0, t1은 그것들을 더하고 12를 t1에 씁니다. mv a0, t1은 결과를 a0에 복사합니다. print 서비스는 항상 a0에서 값을 읽기 때문입니다. 그런 다음 li a7, 1이 print-integer 서비스를 선택하고 ecall이 그것을 실행합니다. 마지막으로 li a7, 10과 ecall이 프로그램을 끝냅니다.

보너스: 시프트를 이용한 곱셈

인수가 2의 거듭제곱일 때는 mul보다 빠른 방법이 있습니다. sll(논리 왼쪽 시프트)은 레지스터의 비트를 왼쪽으로 옮기며, 시프트하는 각 위치가 값을 두 배로 만듭니다: 1만큼 시프트하면 2배, 2는 4배, 3은 8배입니다. 시프트는 곱셈보다 비용이 적게 들기 때문에 컴파일러는 자주 이것을 사용합니다.

li t0, 5 # 5부터 시작
 # 왼쪽으로 3비트 시프트 (5 * 2^3 = 5 * 8)
sll a0, t0, 3 # a0 = 40
li a7, 1 # 정수 출력
ecall
li a7, 10
ecall

li t0, 5는 5를 t0에 넣습니다. sll a0, t0, 3은 그 비트를 세 자리 왼쪽으로 시프트합니다. 각 자리가 값을 두 배로 만들므로 5는 세 번 두 배가 되어(5, 10, 20, 40) a0에 40이 들어갑니다. 나머지는 이전의 print 패턴을 따릅니다. 3을 1이나 2로 바꾸고 실행하기 전에 결과를 예측해 보세요.