Pseudo-Instructions
Assemby Instructions
低级程序语言的指令会与特定架构的操作相匹配
- 代码可以被编译成不同的汇编语言，但是一种汇编语言只能在支持它的硬件上运行。
Pseudo-Instructions
为了程序员的利益，可以有一些并不真正由硬件实现，而是由转换成真实指令的指令，称之为伪指令。
比如mv dst, reg1转换之后addi dst, reg1, 0
还有一些伪指令比如
li(Load Immediate)
li dst, imm
加载32bit的立即数存入dst内
利用了addi，lui
la(Load Address)
la dst, lable
加载特定标签的地址存入dst内
转换：auipc dst, <offset to lable>
nop(No Operation)
nop
啥也不干
转换：addi x0, x0, 0
C->RISCV Practice
如果lb进行符号位扩展怎么办？
没关系，因为我们在下一步也只读取一个byte。所以这是个byte to byte的操作
当然这个循环也能用bne来实现，在汇编里面循环的实现非常灵活。
Function in Assmebly
Six Step of Calling a Function
-
Put arguments in a place where the function can access them
-
Transfer control to the function
-
The function will acquire any (local) storage resources it needs
-
The function performs its desired task
-
The function puts return value in an accessible place and “cleans up”
-
Control is returned to you
1 & 5 Where should we put the arguments and return values?
a0-a7:用来传参
a0-a1:用来返回值
-
参数的顺序很重要
-
如果我们需要更多的空间，就用内存（stack
sp(stack pointer):这里存放着栈底的地址
2 and 6: How do we Transfer Control?
我们可以用一下命令来“转移控制”
J(Jump)
j label
jal(Jump and Link)
jal dst label
Used to invoke a function
Lable：想要跳转到的标签。
实际上汇编器会将标签转化成现在为止到指定标签偏移量，所以相当于PC = PC + 偏移量
jalr(Jump and Link Register)
jalr dst src imm
"and link":Save the location of instruction in a register before jumping
jr(Jump Register)
jr src
Used to return form a function(src = ra)
ra:返回地址寄存器，用来储存用来调用函数的返回地址（你让我过去，但你得告诉我回来的路）如果我们从一个函数跳转到另一个函数时，我们需要一个返回地址，因为当一个
callee运行完成之后，我们需要返回到caller继续执行代码
硬编码我们就不知道在函数结束之后到底返回到哪里
所以我们用jal来解决这个问题
j其实是个伪指令，通过jal x0 label来实现
3: Local storage for variables
刚刚我们了解到sp是栈底指针，一直指向栈底，所以如果我们想要存储数据，就得让栈底指针往下移动（相当于在栈顶开辟了一块空间），然后使用sw来存储数据。如果需要“清理”栈，就只需要让sp回到原来的位置就可以了（数据实际上没有被真正的清理）
# store t0 to the stack
addi sp, sp, -4
sw t0, 0(sp)
4:The function performs its desired task
Which registers can we use?
比如
int sumSquare(int x, int y) {
return mul(x, x) + y;
}
- 我们需要保留什么？
- 调用mul将会覆盖掉ra，所以留住ra
- a1存着y，但是mul需要两个参数，所以我们要留着a1
Calling Conventions
Caller:the calling function
Callee:the function being called
调用一个函数的函数叫做caller，而被调用的那个函数叫做callee。
- Register Conventions:规定着哪些寄存器在被调用之后不会改变，哪些可以改变（saved & volatile you'll see later
Saved Register(Callee Saved)
这些寄存器在调用之后应该保持着与调用前相同的值，所以
-
Callee如果要使用这些寄存器，需要在返回之前恢复其值(可以利用栈实现,我们将会在本文后面进行详细解释)
-
这意味着保存旧的值->使用
Saved Register->恢复旧的值到Saved Register
以下寄存器就是Saved Register
-
s0-s11
-
sp(stack pointer):如果callee更改了
sp的值，caller就会找不到它原来该在什么地方了
Volatile Registers (Caller Saved)
这些寄存器可以被Callee自由的改变
- 如果Caller需要用这些寄存器，需要在调用其他函数之前保存这些值(同样可以通过栈实现)，因为不保存的话这些寄存器很有可能被Callee使用
以下寄存器就是Volatile Register
-
t0-t6
-
a0-a7
-
ra
How do we save registers?
Stack!!
int sumSquare(int x, int y) {
return mult(x, x) + y;
}
sumSquare:
addi sp, sp, -8 # space on stack (push)
sw ra, 4(sp) # save ret addr (push)
sw a1, 0(sp) # save y (push)
mv a1, a0 # mult(x, x)
jal mult # call mult
lw a1, 0(sp) # restore y (pop)
add a0, a0, a1 # mult() + y
lw ra, 4(sp) # get ret addr (pop)
addi sp, sp, 8 # restore stack (pop)
jr ra
Basic Structure of a Function
Prologue
func_label:
addi sp,sp, -framesize
sw ra, <framesize-4>(sp)
#store other callee saved registers
#save other regs if needbe
Body(call other functions...)
...
Epilogue
#restore other regs if need be
#restore other callee saved registers
lw ra, <framesize-4>(sp)
addi sp,sp, framesize
jr ra
Stack during function execution
