RISC-V指令集汇编语言代码实现大数计算加减乘除

以下是使用RISC-V指令集汇编语言实现大数计算加减乘除的代码示例：

加法：

# 加法
# 输入：a, b（a和b为两个大数，以数组形式表示，其中a[0]为最低位）
# 输出：c（c为计算结果，以数组形式表示，与a、b同样以数组形式表示）

addition:
  li t0, 0       # 初始化进位为0
  li t1, 0       # 初始化循环计数器为0
  li t2, 0       # 初始化a的当前位为0
  li t3, 0       # 初始化b的当前位为0
  li t4, 0       # 初始化c的当前位为0

addition_loop:
  bge t1, n, addition_end   # 如果计数器已经超过n（n为大数的位数），则跳转到结束

  lw t2, 0(a0)    # 取出a的当前位
  lw t3, 0(a1)    # 取出b的当前位

  add t4, t2, t3  # 计算当前位相加的结果
  add t4, t4, t0  # 加上进位

  sw t4, 0(a2)    # 将结果存入c的当前位

  sltu t0, t4, t2 # 判断是否需要进位
  addi t1, t1, 1  # 计数器加1
  addi a0, a0, 4  # a指针后移
  addi a1, a1, 4  # b指针后移
  addi a2, a2, 4  # c指针后移
  j addition_loop

addition_end:
  sw t0, 0(a2)    # 将最高位的进位加入结果

减法：

# 减法
# 输入：a, b（a和b为两个大数，以数组形式表示，其中a[0]为最低位）
# 输出：c（c为计算结果，以数组形式表示，与a、b同样以数组形式表示）

subtraction:
  li t0, 0       # 初始化借位为0
  li t1, 0       # 初始化循环计数器为0
  li t2, 0       # 初始化a的当前位为0
  li t3, 0       # 初始化b的当前位为0
  li t4, 0       # 初始化c的当前位为0

subtraction_loop:
  bge t1, n, subtraction_end   # 如果计数器已经超过n（n为大数的位数），则跳转到结束

  lw t2, 0(a0)    # 取出a的当前位
  lw t3, 0(a1)    # 取出b的当前位

  sub t4, t2, t3  # 计算当前位相减的结果
  sub t4, t4, t0  # 减去借位

  sw t4, 0(a2)    # 将结果存入c的当前位

  sltu t0, t3, t2 # 判断是否需要借位
  addi t1, t1, 1  # 计数器加1
  addi a0, a0, 4  # a指针后移
  addi a1, a1, 4  # b指针后移
  addi a2, a2, 4  # c指针后移
  j subtraction_loop

subtraction_end:
  sw t0, 0(a2)    # 将最高位的借位加入结果

乘法：

# 乘法
# 输入：a, b（a和b为两个大数，以数组形式表示，其中a[0]为最低位）
# 输出：c（c为计算结果，以数组形式表示，与a、b同样以数组形式表示）

multiplication:
  li t1, 0       # 初始化循环计数器为0
  li t2, 0       # 初始化a的当前位为0
  li t3, 0       # 初始化b的当前位为0
  li t4, 0       # 初始化中间结果的当前位为0
  li t5, 0       # 初始化进位为0

multiplication_outer_loop:
  bge t1, n, multiplication_end   # 如果计数器已经超过n（n为大数的位数），则跳转到结束

  li t5, 0       # 初始化进位为0
  li t3, 0(a1)    # 取出b的当前位
  li t2, 0(a0)    # 取出a的当前位

  li t6, 0        # 初始化内层循环计数器为0
  li t7, 0        # 初始化中间结果的当前位为0

multiplication_inner_loop:
  bge t6, n, multiplication_inner_end   # 如果内层计数器已经超过n（n为大数的位数），则跳转到内层循环结束

  lw t8, 0(a2)    # 取出中间结果的当前位
  mul t9, t2, t3  # 计算当前位相乘的结果
  add t9, t9, t5  # 加上进位
  add t7, t7, t8  # 加上中间结果的当前位
  add t7, t7, t9  # 加上当前位的结果

  remu t5, t7, base  # 取出进位
  divu t7, t7, base  # 取出当前位的结果

  sw t7, 0(a2)    # 将结果存入中间结果的当前位

  addi t6, t6, 1  # 内层计数器加1
  addi a2, a2, 4  # 中间结果指针后移
  j multiplication_inner_loop

multiplication_inner_end:
  sw t5, 0(a2)    # 将最高位的进位加入中间结果

  addi t1, t1, 1  # 外层计数器加1
  addi a0, a0, 4  # a指针后移
  addi a2, a2, 4  # 中间结果指针后移
  addi a1, a1, 4  # b指针后移
  j multiplication_outer_loop

multiplication_end:
  # 复制中间结果到结果数组c中
  li t1, 0
  li t2, 0(a3)
  li t3, 0(a2)
  
multiplication_copy_loop:
  bge t1, n, multiplication_copy_end   # 如果计数器已经超过n（n为大数的位数），则跳转到结束

  lw t4, 0(t3)    # 取出中间结果的当前位
  sw t4, 0(t2)    # 将中间结果的当前位复制到结果数组c中

  addi t1, t1, 1  # 计数器加1
  addi t2, t2, 4  # 结果数组指针后移
  addi t3, t3, 4  # 中间结果指针后移
  j multiplication_copy_loop

multiplication_copy_end:

除法：

# 除法
# 输入：a, b（a和b为两个大数，以数组形式表示，其中a[0]为最低位）
# 输出：c（c为计算结果，以数组形式表示，与a、b同样以数组形式表示）

division:
  # 初始化r为a，q为0
  li t1, 0       # 初始化循环计数器为0
  li t2, 0       # 初始化r的当前位为0
  li t3, 0(a1)   # 初始化d为b的最高位
  li t4, 0       # 初始化q的当前位为0
  li t5, 0       # 初始化中间结果为0

division_init_r:
  bge t1, n, division_init_q   # 如果计数器已经超过n（n为大数的位数），则跳转到初始化q

  lw t2, 0(a0)    # 取出r的当前位

  slli t5, t5, 1  # 将中间结果左移1位
  add t5, t5, t2  # 将r的当前位加入中间结果

  sub t5, t5, t3  # 计算中间结果减去d的结果

  bge t5, 0, division_init_r_end  # 如果中间结果大于等于0，则跳转到计算q的当前位
  addi t5, t5, 1  # 否则中间结果加1
  addi t2, t2, base # r的当前位加上base
  sw t2, 0(a0)    # 将r的当前位更新为新值

division_init_r_end:
  slli t4, t4, 1  # 将q左移1位
  ori t4, t4, 1   # 将q的当前位设为1
  addi t1, t1, 1  # 计数器加1
  addi a0, a0, 4  # r指针后移
  j division_init_r

division_init_q:
  # q已经被初始化为0，现在需要计算每一位的值
  li t1, n       # 重新初始化循环计数器为n（从最高位开始计算）
  li t2, 0       # 初始化余数为0
  li t3, 0(a1)   # 初始化d为b的最高位
  li t5, 0       # 初始化中间结果为0

division_loop:
  ble t1, 0, division_end   # 如果计数器已经小于等于0，则跳转到结束

  slli t2, t2, 1  # 将余数左移1位
  lw t6, 0(a0)    # 取出r的当前位
  ori t2, t2, t6  # 将余数加上r的当前位

  slli t5, t5, 1  # 将中间结果左移1位
  sub t5, t2, t3  # 计算中间结果减去d的结果

  bge t5, 0, division_loop_end  # 如果中间结果大于等于0，则跳转到计算q的当前位
  addi t2, t2, -base # 否则余数减去base
  addi t5, t5, 1  # 中间结果加1

division_loop_end:
  slli t4, t4, 1  # 将q左移1位
  ori t4, t4, 1   # 将q的当前位设为1

  sw t4, 0(a2)    # 将计算出的q的当前位存入结果数组c中

  addi t1, t1, -1 # 计数器减1
  addi a0, a0, -4 # r指针前移
  addi a2, a2, -4 # c指针前移
  j division_loop

division_end: