32、计算机编程中的基础概念与实例分析

计算机编程中的基础概念与实例分析

1. MIPS 特定细节

在 MIPS 架构中，所有指令都是 32 位的，这就导致无法将一个 32 位常量嵌入到一条指令中。例如下面这个简单的函数：

unsigned int f()
{
    return 0x12345678;
};

这个函数要返回一个 32 位常量，需要至少两条指令来实现。第一条指令加载 32 位数字的高 16 位，第二条指令执行 OR 操作，从而设置目标寄存器的低 16 位。以下是 GCC 4.4.5 -O3 的汇编输出：

li    $2,305397760    # 0x12340000
j    $31
ori    $2,$2,0x5678 ; branch delay slot

IDA 工具能够识别这种常见的代码模式，为了方便显示，它会把最后一条 ORI 指令显示为 LI 伪指令，该伪指令可以将一个完整的 32 位数字加载到 $V0 寄存器中。GCC 汇编输出中的 LI 伪指令，实际上对应的是 LUI（“Load Upper Imeddiate”）指令，它将一个 16 位的值存储到寄存器的高 16 位。

2. 有符号数的表示

计算机中有多种表示有符号数的方法，其中“补码”是最常用的一种。以下是一些字节值的二进制、十六进制、无符号和有符号（补码）表示的对应关系表格：
| 二进制 | 十六进制 | 无符号 | 有符号（2 的补码） |
| ---- | ---- | --