如何用lw/sw替代sb/lb处理字符串？内存对齐相关疑问

整体逻辑框架 #

因为要求用lw/sw（每次操作4字节）而非单字节指令，核心是把4字节块拆成单个字符判断，再将合法字符重新拼接成4字节块写入内存：

• 批量读取：每次用lw从输入缓冲区加载4字节到寄存器，同时移动输入指针。
• 字符拆分判断：把寄存器中的4字节逐一拆成单个字符（用srl右移+andi取低8位），检查是否属于需要移除的特殊字符集合。
• 拼接存储：将合法字符逐个拼入目标寄存器（用sll左移腾位+or合并字符），攒够4字节就用sw写入输出数组；若到字符串结尾，处理剩余字符并补\0。

内存对齐问题解决 #

lw/sw要求操作的内存地址必须是4字节对齐（地址低两位为0），否则会触发架构异常：

• 声明输入/输出数组时，强制4字节对齐：汇编里用.align 2（2^2=4），C代码里用__attribute__((aligned(4))) char output[1024];。
• 如果输入字符串起始地址不对齐（作业场景一般不会出现），可以先用lb处理前1-3个字节到对齐位置，再切换到lw批量处理——教授要求主要用lw/sw，所以重点保证数组本身是对齐的即可。

字符拆分与拼接的具体操作 #

• 拆分4字节块：假设寄存器t0存了4个字符（大端模式下，高位字节是第一个字符）：

  # 取第一个字符（最高位字节）
  srl t2, t0, 24       # 右移24位，把最高位字节移到低8位
  andi t2, t2, 0xff    # 保留低8位，得到单个字符
  # 取第二个字符
  srl t3, t0, 16
  andi t3, t3, 0xff
  # 以此类推处理第三、第四个字符
  

• 拼接合法字符：用寄存器t1作为临时拼接容器，初始值为0：

  # 假设有合法字符存在t2中
  sll t1, t1, 8        # t1左移8位，腾出低8位空间
  or t1, t1, t2        # 把合法字符合并到t1的低8位
  

  每拼接一个字符计数一次，计数到4时，用sw把t1写入输出数组，然后重置t1和计数。

收尾处理 #

当遇到字符串结束符\0时，停止批量读取：

• 如果t1里还有1-3个未写入的合法字符，直接将t1写入内存（后面的字节会是0，不影响字符串，因为最后要补\0）；或者把\0拼入t1后再sw，确保字符串正确终止。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者MOOSE