所以我是 mips 匯編的初學者,我知道如何使用基本指令,如 lw、sw、addi 等,但我無法真正理解它們如何一起形成一個函式。如果假設我想在 mips 中撰寫一個簡單的交換函式,那么指令的順序應該是什么,以便代碼按預期作業?
是否有關于如何撰寫函式的一般“規則”?我先做什么,然后再做什么?此外,計算機記憶體如何與暫存器互動?
正如我提到的交換,下面是我找到的一個例子,我不明白為什么每一行對函式“有用”,尤其是在(我認為)存盤向量時(?)
如果至少有人可以解釋第 5-10 行(從 sll 開始),那真的很有幫助。
很抱歉一次問了這么多問題,我真的很困惑。
swap: #swap method
addi $sp, $sp, -12 # Make stack room for three
sw $a0, 0($sp) # Store a0
sw $a1, 4($sp) # Store a1
sw $a2, 8($sp) # store a2
sll $t1, $a1, 2 #t1 = 4a
add $t1, $a0, $t1 #t1 = arr 4a
lw $s3, 0($t1) #s3 t = array[a]
sll $t2, $a2, 2 #t2 = 4b
add $t2, $a0, $t2 #t2 = arr 4b
lw $s4, 0($t2) #s4 = arr[b]
sw $s4, 0($t1) #arr[a] = arr[b]
sw $s3, 0($t2) #arr[b] = t
addi $sp, $sp, 12 #Restoring the stack size
jr $ra #jump back to the caller
uj5u.com熱心網友回復:
是否有關于如何撰寫函式的一般“規則”?我先做什么,然后再做什么?此外,計算機記憶體如何與暫存器互動?
是的,主要是——要在匯編中撰寫一個函式,我們撰寫:
- 入口點——函式標簽
- 函式序言——堆疊分配和暫存器保存(需要時)
- 函式體——你的函式演算法
- function epilogue — 暫存器恢復和堆疊釋放(需要時)
- 最后,回傳呼叫者
該函式必須遵循呼叫約定的規則,呼叫約定是應用程式二進制介面 ABI 的一部分。
這些規則告訴我們:
- 呼叫者如何將引數傳遞給被呼叫者,因此,可以在入口點找到引數(即在函式的第一條指令執行之前)。
- 被呼叫者如何將回傳值傳遞回呼叫者,因此呼叫者可以期望在哪里找到它們
- 被呼叫者如何知道要回傳到哪個呼叫者
- 哪些暫存器在回傳給呼叫者之前必須恢復到它們的原始值,如果改變了
- 我們可以依賴哪些暫存器被保留給呼叫者進行呼叫(這與 4 的暫存器集相同。)
- 哪些暫存器可以在被呼叫者中重新利用,而無需保存/恢復
- 注冊呼叫者不能依賴在呼叫后保持未修改(這與 6 相同。)
對于 MIPS:
引數在引數暫存器中傳遞,$a0
, $a1
, $a2
, $a3
。
回傳值在值暫存器中傳遞,$v0
, $v1
。
回傳地址(或者更舊的術語,鏈接)是一個指標引數,它告訴被呼叫者要回傳到哪里才能找到正確的呼叫者。這是一個指向代碼的指標,通常指的是呼叫者在呼叫之后立即執行的指令。被呼叫者期望在$ra
暫存器中找到這個值。您永遠不會在 C 中看到回傳地址,但會在匯編中顯示。
堆疊指標提供堆疊存盤,MIPS上堆疊的規則是:
- 在使用之前分配存盤空間,
- 在回傳給呼叫者之前釋放與分配的一樣多
- 分配是通過從堆疊指標中減去來完成的
- 分配后堆疊指標所指位置的記憶體,直到它之前的位置,都是您的新記憶體。
- 它應該不言而喻,但是,不要寫入你沒有分配的堆疊記憶體。
就函式體而言,如果你有函式的演算法,那么函式體應該遵循該演算法。如果演算法是用高級語言撰寫的,那么您應該知道每個結構化(控制)陳述句,如 if-then、if-then-else、while、do-while、for,都是一個模式(運算式的嵌套陳述句)在匯編語言中具有等效模式。運算式也是如此:運算式可以分解成各個部分并在機器代碼中執行。
此外,計算機記憶體如何與暫存器互動?
在機器代碼級別,處理器提供物理存盤。這包括 CPU 暫存器和主存盤器。暫存器速度很快,直接在 CPU 內部,因此機器代碼指令直接對它們進行操作。主記憶體在 CPU 之外,但很大。主存盤器是可尋址的,但 CPU 暫存器不是。任何需要參考或索引的資料結構都必須存盤在主記憶體中——這很好,因為實際上沒有足夠的暫存器來存盤一個非常小的陣列。具有這些要求的資料結構包括:字串、樹、鏈表、陣列,因此分配在主記憶體中。
在這里,我們還要注意代碼存盤在主存盤器中,這意味著機器代碼程式的每條機器代碼指令都有一個唯一的記憶體地址。使用此屬性,我們可以創建指向特定指令的指標,并由回傳地址的概念使用。
機器代碼程式(無論是由匯編程式員撰寫的,還是由編譯器翻譯的),使用加載和存盤指令在 MIPS 上將資料從主存盤器傳輸到暫存器并回傳。他們使用暫存器來完成計算,使用主存盤器來存盤資料結構。
該函式分配堆疊空間并在那里存盤引數,但不會進一步使用該記憶體,因此這是一種浪費,但無害。該函式會在回傳之前適當地釋放分配的空間,因為它是首先分配的(這里實際上并不需要)。
sll
以陣列索引開頭的行。他們使用$s
暫存器違反了呼叫約定——這些暫存器被允許使用,但前提是它們的傳入值在回傳時保留,在這里他們不是這樣,所以這就是違規。
索引一個單詞 (an int
) 陣列需要操作位元組偏移量。例如,字陣列的第一個元素位于地址 A,第二個字位于地址 A 4,因為第一個元素占用 4 個位元組,每個位元組也有一個地址。因此,索引單詞陣列的公式為 A i*4,這就是該代碼正在執行的操作。它索引兩次(例如計算 A[i]、A[j] 的地址),從這些地址加載,然后將值存盤回另一個來自的位置——這是一個交換操作。
這是C中的函式:
void swap ( int *A, int i, int j ) {
int *ai = &A[i]; // compute a pointer indexing A[i]
int tempi = *ai; // copy A[i]'s value from memory into local variable
int *aj = &A[j];
int tempj = *aj;
*ai = tempj; // store tempj (A[j]'s original value) back to A[i]
*aj = tempi; // and tempi (A[i]'s original value back to A[j]
}
我已經通過公共子運算式消除來展示它,其中 A[i] 和 A[j] 的地址計算用于讀取和寫入陣列元素,就像在程式集中所做的那樣。
A
根據呼叫約定,在函式入口時是 in $a0
、i
in$a1
和j
in ,呼叫者將遵循這些約定。$a2
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