通过溢出中断实现循环边界检查
今天，我有了这样的想法:通过构造一个迭代计数器，在最后一个增量上溢出并根据生成的溢出中断停止执行，就可以在数组上实现一个边界检查循环。
因此，假设您有一个数组，例如int[32]，并且要迭代它。为了避免每次循环运行中的边界检查，您现在可以做的是为溢出中断注册一个中断处理程序，并将一个寄存器分配给值MAX - 32。该寄存器在每次循环迭代运行时递增，最后一次迭代运行将溢出，即触发中断处理程序。假设中断处理程序可以增加原始函数的程序计数器，这种机制可以用来避免边界检查。
所以代码就像
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
// do something
}可以像这样实现
// setup interrupt somehow
SOME_REGISTER = MAX - array.length;
while (true) {
// do something
SOME_REGISTER++;
}我不知道这是否可行，但我听说Java正在做类似的事情，以避免在运行时生成的代码中进行空检查。您认为这是可行的吗，还是任何语言运行时都考虑过/尝试过？
回答 1
Stack Overflow用户
发布于 2019-11-10 17:39:03
处理异常非常缓慢，；即使可以在循环中保存指令，数组也必须是巨大的，才能通过故障来摊销离开循环的额外成本。
您可能已经读到的是Array bounds checks on 64-bit hardware using hardware memory-protection：使数组在虚拟页面的末尾结束，而下一个页面没有映射。VM捕获SIGSEGV，并在出现越界异常时将异常传递给来宾代码。这消除了对随机访问的边界检查的需要，而不是在循环中。。
这种技术只会导致无效的页面错误(分段错误)，当来宾代码实际接受数组边界异常时， 而不是用于正常情况下退出数组上的循环.。
让我们来看看你的想法将如何运作(而不是)：
我认为您是在讨论MIPS，在这里有一个addi指令，可以捕获签名溢出。(而不是没有条件陷阱的普通addiu )。
大多数其他ISAs没有任何有效的方法在签名溢出时出错。x86有into (设置了中断of OF is )，但这是可能设置标志的add的单独指令。您最好使用条件分支，而不是导致异常并捕获它。或者只使用dec ecx / jnz作为循环计数器，或者将负索引从数组的末尾数到零和索引。
我认为MIPS需要在循环中为专用计数器增加一个addi：MIPS的唯一寻址模式是reg+16_bit_constant。
因此，如果您想迭代一个数组，您需要一个指针增量，否则需要在循环中添加一个额外的add tmp, base, index。
循环在底部需要跳转或分支指令，它可以是一个条件分支，基本上不需要额外的。因此，在MIPS中，您可以在循环之外计算数组的末尾，然后编写一个普通的循环，如
addu $t5, $t0, $t4 ; t5 = int *endp = start + byte_length
.loop: ; do{
addiu $t0, $t0, 4 ; p++
lw $t1, ($t0) ; *p
...
bne $t0, $t5, .loop ; }while(p != endp)循环中没有浪费的指令。任何数组边界检查都可以在循环之外进行，方法是检查endp在数组结束后不超过一个。
(在现代x86上，cmp/jne可以等效地工作，对单个比较分支uop进行解码。许多其他ISAs都有一个减少和分支或类似的指令，允许计数器循环条件只有一个开销指令。)
作为循环条件的i < array.length不仅仅是数组边界检查。
正如我前面所说的，在一个迭代arr[i]的简单循环中，您可以提升边界--检查出循环，以保持循环的效率。
https://stackoverflow.com/questions/58791008
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