명령어 (12) - 조건 연산, J Format

Conditional Operation은 if, else, goto, for, while, switch 등의 제어문을 구현하기 위해 사용된다. 대표적으로 beq(if ==), bne (if !=), j(goto)가 있다. 이들은 I format 혹은 J format 명령어들이다.

 

1. beq (Branch Equal)

• beq는 I format instruction으로 rs와 rt에 있는 값이 같으면 특정 라벨로 이동시킨다.
• beq rs, rt, L1과 같이 표기한다. (L1은 특정 명령어가 포함된 주소공간이 된다)
• 만약 rs와 rt가 다르면 그냥 무시하고 다음 명령어를 실행하게 된다.

// C Code :
if(a == b) {
	a = a + b;
}

a = a - b;


// MIPS Code :
main:
	beq t0, t1, L1
	sub t0, t0, t1

L1:
	add t0, t0, t1

 

2. bne (Branch Not Eqaul)

• bne는 I format instruction으로 rs와 rt의 값이 다르면 특정 라벨로 이동시킨다. 
• else를 구현하는데 용이하게 사용될 수 있다. 

// C Code : 
if (a==b)
	a = 3;
else
	a = 0;

a += b;
	
    
    
// MIPS Code :

main:
	beq t0, t1, L1
	bne t0, t1, L2
	add t0, t0, t1
    
L1:
	addi t0, zero, 3

L2:
	addi t0, zero, 0

 

3. j (Jump) & J format Instruction

 

[그림] J format instruction

 

• j는 jump로서 J format Instruction이다. J format Instruction의 구조는 다음과 같다.
• J format의 구조는 매우 간단한데 opcode(jump)와 이동할 주소를 표현할 26비트의 주소필드로 구성된다.
• j L1과 같이 호출하면, L1의 필드로 곧장 분기하여 점프한다.

// C Code :

Label:
a = a + 3;

if (a == b)
	goto Label:
else
	a = b;
    

// MIPS Code:

L1:
	addi t0, t0, 3
	beq t0, t1, Label
	bne t0, t1, L2

Label:
	j L1
    
L2:
	addi t0, zero, t1

 

4. Loop Condition (While, For 등)

beq, bne, j를 이용하면 반복문을 구현할 수 있다.

// C Code :
while(s[i] == k)
	i ++;

s[i] = k + 4;



// MIPS Code :
// i = t0, k= s0, s = s1

main:
	j LOOP              // LOOP로 이동
	addi t3, s0, 4      // z = k + 4
	sw t3, 0(t1)        // s[i] = z (t1에 s[i]의 주소가 남아있음)
    
LOOP :
	sll t1, t0, 2       // t1 = i * 4; (offset 만들기)
	add t1, t1, s1      // t1 = s + t1; (base + offset)
	lw t2, 0(t1)        // t2에 s[i] 로드
	bne t2, s0, MAIN    // s[i]와 k 비교 다르면 main으로 빠져나감
	addi t0, t0, 1      // 조건에 맞으면 i++;
	j LOOP              // 루프 재시작

 

5. Reference

컴퓨터구조