如何正确将MIPS汇编代码foo2转换为规范C代码？

原MIPS汇编代码 #

.global foo2
foo2: addi $t0,$zero,0
addi $t2,$zero,2

l1: slt $t6,$t0,$a1
beq $t6,$zero,e1
addi $t1,$zero,2

l2: slt $t6,$t1,$t2
beq $t6,$zero,e2
div $t2,$t1
mflo $t6
mul $t6,$t6,$t1
bne $t6,$t2,e3
addi $t1,$zero,2
addi $t2,$t2,1
j l2

e3: addi $t1,$t1,1
j l2

e2: sll $t6,$t0,2
add $t6,$t6,$a0
sw $t2,0($t6)
addi $t0,$t0,1
addi $t2,$t2,1
j l1

e1: sll $t6,$t0,2
add $t6,$t6,$a0
addi $t0,$zero,0
sw $t0,0($t6)
jr $ra

原C代码的逻辑偏差 #

原C代码用内层for循环时，会强制每次循环后自增j，这和汇编逻辑完全不符：

void foo2(int* lst, int n) {
    int i, j;
    int next = 2;

    for (i = 0; i < n; i++) {
        for (j = 2; j < next; j++) {
            if ((next / j) * j == next) {
                j = 2;
                next++;
            }
        }
        lst[i] = next;
        next++;
    }
    lst[i] = 0;
}

汇编中bne $t6,$t2,e3的逻辑是：只有当(next/j)*j != next时，才会跳转到e3执行j自增；如果(next/j)*j == next，则重置j为2、next加1，且不执行j的自增，直接回到循环开头重新检查。

修正后的C代码 #

改用while循环精准匹配汇编的分支逻辑：

void foo2(int* lst, int n) {
    int i = 0;
    int next = 2;

    // 外层循环：生成n个质数存入数组
    while (i < n) {
        int j = 2;
        // 内层循环：检查next是否为质数
        while (j < next) {
            if ((next / j) * j == next) {
                // next能被j整除，不是质数，重置j并检查下一个数
                j = 2;
                next++;
            } else {
                // 不能整除，继续检查下一个j
                j++;
            }
        }
        // 找到质数，存入数组
        lst[i] = next;
        i++;
        next++;
    }
    // 数组末尾存入0
    lst[i] = 0;
}

逻辑对应说明 #

• 外层while(i < n)对应汇编的l1循环，$t0对应变量i，$a1对应参数n
• 内层while(j < next)对应汇编的l2循环，$t1对应变量j，$t2对应变量next
• 当(next/j)*j == next时，对应汇编中bne不触发，执行重置j为2、next自增后跳回l2
• 当不相等时，跳转到e3执行j自增后跳回l2
• 内层循环结束（j >= next）时，说明next是质数，存入数组后i和next自增，回到外层循环
• 外层循环结束后，给数组末尾赋值0，对应汇编的e1部分

内容的提问来源于stack exchange，提问作者First_1st