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2.9 人机交互

ASCII与二进制

对应表略

字节转移指令

lbu：加载无符号字节，从内存中加载1个字节，放在寄存器最右边8位。

sb：存储字节指令，从寄存器的最右边取1个字节并将其写入内存。

复制1个字节顺序如下：

lbu x12, 0(x10) //读取x10中地址值对应的字节，写入x12的低8位
sb x12, 0(x11) //将x12中的值的低8位写入x11对应的地址内存

字符通常组合成具有可变数量的字符串。字符串表示有三种选择：

• 字符串的第一个位置，用于给出字符串的长度
• 附加带有字符串长度(如在结构体中)的变量。
• 字符串的最后位置用一个字符标记字符串结尾。

C语言使用第三种选择，使用值为0的字节终止字符串(ASCII中为null)

Java使用第一个选择。

C语言中字符串“Cal”用4个字节表示：十进制 67，97，108，0

例题：编译字符串复制程序，展示如何使用C语言字符串

void strcpy(char x[], char y[]){size_t i;i = 0;while((x[i]=y[i])!='\0')i += 1;
}

答案：下面是基本的RISC-V汇编代码段

strcpy://数组x,y基址分别存放x10,x11中，i在x19寄存器中addi sp, sp, -4 //1个字的指针sw x19, 0(sp) //i在x19寄存器中，保存19寄存器到栈中add x19, x0, x0 //i = 0 + 0,将i初始化为0
L1: add x5, x19, x11 //y[i]地址在x5中，通过y首地址+i来组成lbu x6, 0(x5) //x6 = y[i],使用无符号加载字节，将字符放入x6中add x7, x19, x10//x[i]地址在x7中sb x6, 0(x7) //将x6的值写入x7地址所在内存中beg x6, x0, L2 //如果字符串最后一个字符是0，退出addi x19, x19, 1 //i = i + 1jal x0, L1
L2: lw x19, 0(sp) //存回旧的x19addi sp, sp, 4 //弹出1字的栈jalr x0, 0(x1) //返回程序

在C语言中字符串复制通常使用指针而不是数组，以避免在上面代码中对i进行操作。

以上过程是一个叶程序，编译器可以将i分配给临时寄存器并避免保存和恢复x19，当编译器找到一个叶过程时，它会在使用必须保存的寄存器之前耗尽所有的临时寄存器。

Java中的字符和字符串

Java用Unicode,16位表示1个字符。加载半字(lh)，存储半字(sh)。

字符串是Java类，由多个方法，包含字符串长度的字，类似于Java数组。

详细阐述

RISC-V需要保持栈的四字(16字节)，地址对齐，以获得更好的性能。

意味着栈上分配的char变量可能多达16个字节，即使不需要这么多。

C会把字符串变量或字节型数组每16个字节压缩为四字，Java字符串变量或short数组将每8个半字压缩为四字。