RISC-V基础之函数调用(三)保留寄存器(包含实例)

RISC-V将寄存器分为保留和非保留两类。保留寄存器是指在函数调用前后必须保持相同值的寄存器,因为调用者期望在调用后能够继续使用这些寄存器的值。保留寄存器包括s0到s11(因此称为saved),sp和ra。非保留寄存器,也称为临时寄存器,是指在函数调用中可以自由修改的寄存器,不需要保存和恢复。非保留寄存器包括t0到t6(因此称为temporary)和a0到a7,即参数寄存器。

函数调用时,如果一个函数需要修改保留寄存器的值,那么它必须在修改前将它们保存到堆栈上,并在返回前将它们从堆栈上恢复。这样可以避免破坏调用者的寄存器内容。而如果一个函数只修改非保留寄存器的值,那么它就不需要保存和恢复它们,因为调用者不会再使用它们。

上述代码示例假设所有使用的寄存器(t0,t1和s3)都必须保存和恢复。但是如果调用者没有使用这些寄存器,那么保存和恢复它们就是浪费时间和空间。为了避免这种浪费,如下展示了一个更优化的版本的diffofsums函数,它只保存了s3到堆栈上。t0和t1是非保留寄存器,所以不需要保存。

如果一个函数需要修改保留寄存器的值,那么它必须在修改前将它们保存到堆栈上,并在返回前将它们从堆栈上恢复。这样可以避免破坏调用者的寄存器内容。而如果一个函数只修改非保留寄存器的值,那么它就不需要保存和恢复它们,因为调用者不会再使用它们。

下表总结了哪些寄存器是保留的。一般来说,s0到s11用于存储函数内部的局部变量,所以它们必须被保存。ra也必须被保存,因为它记录了返回地址。t0到t6用于存储临时结果。这些计算通常在函数调用前完成,所以它们不需要被保存,并且很少有情况下调用者需要保存它们。a0到a7经常在函数调用过程中被覆盖。因此,如果调用者在被调用函数返回后还依赖于自己的某些参数,那么它们必须被保存。

更详细的说明可参考操作系统基础知识介绍之指令集体系结构:RISC-V寄存器(掺杂与ARM和X86部分比对)_操作系统的指令集_管二狗赶快去工作!的博客-CSDN博客

堆栈指针sp以上的堆栈空间是自动保留的,只要被调用者不写入sp以上的内存地址。这样可以避免修改其他函数的堆栈帧。堆栈指针本身也是保留的,因为被调用者在返回前会释放自己分配的堆栈帧,即将sp加回与函数开始时相同的值。

相关推荐
开开心心就好10 天前
内存清理软件灵活设置,自动阈值快捷键清
运维·服务器·windows·pdf·harmonyos·risc-v·1024程序员节
国科安芯11 天前
基于RISC-V架构的抗辐照MCU在空间EDFA控制单元中的可靠性分析
单片机·嵌入式硬件·性能优化·架构·risc-v·安全性测试
国科安芯13 天前
空间站机械臂中MCU与CANFD抗辐照芯片的集成研究
单片机·嵌入式硬件·fpga开发·架构·risc-v
信创天地14 天前
国产化分布式服务框架双雄:Dubbo与Spring Cloud Alibaba 服务调用解决方案全解析
人工智能·系统架构·开源·dubbo·运维开发·risc-v
weixin_5531320721 天前
探索Vortex开源GPGPU:RISC-V SIMT架构(4-2),TCU 矩阵计算(1)
矩阵·架构·github·risc-v·wmma·simt·tcu
OpenAnolis小助手24 天前
RISC-V 基金会 Data Center SIG 第六次会议圆满结束,推动数据中心缺口改进及引入
ai·risc-v
码云数智-园园24 天前
“架构之争,生态之合”:.NET 生态系统对 LoongArch 与 RISC-V 的支持深度解析
架构·.net·risc-v
国科安芯25 天前
火箭传感器控制单元的抗辐照MCU选型与环境适应性验证
单片机·嵌入式硬件·架构·risc-v·安全性测试
蒹葭玉树1 个月前
【C++上岸】C++常见面试题目--操作系统篇(第三十期)
c++·面试·risc-v
国科安芯1 个月前
面向星载芯片原子钟的RISC-V架构MCU抗辐照特性研究及可靠性分析
单片机·嵌入式硬件·架构·制造·risc-v·pcb工艺·安全性测试