MIPS/MARS二进制打印问题求助：调试print_binary子程序

问题背景 #

现有一段MIPS汇编程序，main部分会调用print_binary子程序对三个测试数（2、-1、0xcafef00d）执行32位二进制打印操作。要求仅调试print_binary子程序（不得修改main和end部分），使输出符合预期：

预期输出 #

00000000000000000000000000000010
11111111111111111111111111111111
11001010111111101111000000001101

注：原问题中给出的第一个预期串为00000000000000000000000000000011，对应数字3，与测试数2不符，此处按测试数2的正确二进制修正。

当前错误输出 #

00000000000000000000000000000000
10000000000000000000000000000000
10000000000000000000000000000000

原代码 #

.text
main:
    li  $a0, 2
    jal print_binary
    li  $a0, -1
    jal print_binary
    li  $a0, 0xcafef00d
    jal print_binary

    li  $v0, 10             # exit
    syscall

# On entry, a0 = number to print in binary
print_binary:
    li $t1, 32               # Initialize a counter for the bit position (32 bits for unsigned)

loop:
    beqz $t1, end           # Exit the loop if all bits have been processed

    srl $t2, $a0, 31        # Get the most significant bit of the number
    andi $t2, $t2, 1        # Mask the least significant bit
    addi $t2, $t2, 48       # Convert the bit value to ASCII ('0' or '1')

    li $v0, 11              # syscall to print one char
    move $a0, $t2           # Load the bit value into $a0
    syscall

    sll $a0, $a0, 1         # Shift the original number to the left by 1 bit
    addiu $t1, $t1, -1      # Decrement the counter
    j loop

end:
    li $v0, 11              # syscall to print one char
    li $a0, 10              # Load newline character into $a0 ('\n')
    syscall
    jr $ra

错误原因分析 #

1. 原始数字被覆盖：执行打印字符的系统调用时，代码将$a0的值替换为ASCII字符，导致后续移位操作针对的是ASCII值而非原始输入数字，完全偏离预期逻辑。
2. 移位对象错误：移位操作本应针对输入的原始数字，但由于$a0被打印操作覆盖，实际操作的是已修改的ASCII值，导致后续所有位的提取全部错误。

修正后的print_binary子程序 #

仅修改print_binary部分，核心是用临时寄存器$t0保存原始输入数字，避免$a0被打印操作破坏：

# On entry, a0 = number to print in binary
print_binary:
    li $t1, 32               # 初始化32位计数器
    move $t0, $a0            # 将原始数字保存到$t0，避免$a0被打印操作覆盖

loop:
    beqz $t1, end           # 计数器为0则退出循环

    srl $t2, $t0, 31        # 逻辑右移31位，将最高位移到最低位
    andi $t2, $t2, 1        # 提取最低位，得到0或1
    addi $t2, $t2, 48       # 转换为ASCII的'0'或'1'

    li $v0, 11              # 打印单个字符的系统调用
    move $a0, $t2           # 将ASCII字符传入$a0用于打印
    syscall

    sll $t0, $t0, 1         # 对原始数字左移一位，准备下一位的打印
    addiu $t1, $t1, -1      # 计数器减1
    j loop

修正说明 #

• 新增move $t0, $a0：将输入的原始数字保存到临时寄存器$t0，确保后续位提取和移位操作始终基于原始数字。
• 所有位操作改为针对$t0：彻底避免$a0被打印操作覆盖后导致的逻辑错误。
• 保留逻辑右移srl：对于32位无符号打印需求，逻辑右移能正确提取最高位（包括负数的符号位），结合andi可得到正确的0/1值。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Dayruiner