$ra register callee saved 还是 caller saved in mips?
Whether $ra register callee saved or caller saved in mips?
我读到保留寄存器是调用者保存的，非保留寄存器是被调用者保存的。但在我看来，$ra 是一个保留的寄存器，它是调用者保存的，因为调用者将它必须保存到的地址 return。任何人都可以解释我错过了什么吗？
当您使用指令 jal 或 jalr 调用子例程时，return 地址存储在 $ra 中，因此如果您已经在子例程中，您将丢失该值，因此当 return 使用 ret 指令时，您可能有一个 Segmentation fault。所以在调用一个子程序之前（或者更一般地说，在使用 jalr 或 jal 之前），你应该保存 $ra 寄存器
I've read that preserved registers are caller saved and non preserved registers are callee saved.
这可能不是陈述事物的最佳方式，可能是混淆的根源。这是一个更好的方法：
A function (i.e. callee) must preserve $s0-$s7, the global pointer $gp, the stack pointer $sp, and the frame pointer $fp
所有其他寄存器都可以由函数根据需要更改。
例如，当 fncA 调用 fncB 时，它会：
jal fncB
return地址放在[hardwired]寄存器中$ra
最后，通常，fncB returns 通过 jr $ra.
但是，fncB 可以在 jr 指令中使用 any 寄存器，因此它可以：
move $v0,$ra
li $ra,0
jr $v0
由callee为caller保留$ra真的没有任何意义。 $ra 是被调用函数 [通常] 找到 return 地址的地方，但如果需要，它可以移动它。
在 fncA 中，它可以做：
jal fncB
jal fncB
$ra 值在两种情况下都会不同，因此为了调用者的利益而谈论保留 $ra 是没有意义的 [因为有 none ].
But it seems to me that $ra, a preserved register
保留？ 谁？调用者不需要该值 [也不关心它会发生什么，只要被调用者 return 到达正确的位置即可]。被调用的函数 而不是 必须为调用者保留 $ra 。它必须为自己保留 return 地址 [但不一定在 $ra] 中。
因此，认为 $ra 由调用者 或 被调用者
保存可能是不正确的
... is caller saved as the caller saves the address to which it have to return.
当调用者[通过jal] 设置 $ra中的return地址时，它确实不是保存它是在[堆栈上]保存寄存器的意义上。
如果 fncB 调用另一个函数 fncC 它通常会保留 $ra 并且通常将其保存在堆栈中。但是，它可以根据需要以其他方式保留寄存器 内容。
此外，可以使用 jalr 指令代替 jal [并且 是 用于非常大的地址跨度]。所以，fncA 可以做：
la $t0,fncB
jalr $t0
但是，这实际上只是一个 shorthand 用于：
la $t0,fncB
jalr $ra,$t0
但是，如果 fncB 知道它是如何被调用的（即我们以不同的方式编写函数），我们可以使用不同的寄存器来保存 return 地址：
la $t0,fncB
jalr $t3,$t0
此处 $t3 将保存 return 地址。这是一个非标准调用约定（即不符合 ABI）。
我们可能有一个完全符合 ABI 的函数 fncD。但是，它可能会调用几个其他函数不会调用的内部函数（例如 fncD1, fncD2, ...）。 fncD 可以自由地使用它选择的任何非标准调用约定来调用这些函数。
例如，函数参数可能使用 $t0-$t6 而不是 $a0-$a3。如果 fncD 在外边缘保留 $s0-s7，这些可用于 fncD1.
的函数参数
只有个绝对硬连线的寄存器是$zero和$ra。对于 $ra 这只是 因为它在 jal 指令中是 hardwired/implicit。如果我们只使用 jalr，我们可以将 $ra 释放为像 $t0.
这样的普通寄存器
其余寄存器不是由CPU体系结构规定的，而仅仅是ABI约定。
如果我们用 100% 的汇编程序编写程序，编写我们自己的所有函数，我们可以使用我们希望的 任何 约定。例如，我们可以使用 $t0 作为我们的堆栈指针寄存器而不是 $sp。那是因为 mips 架构有 no push/pop 指令，其中 $sp 寄存器是隐式的。它只有lw/sw，我们可以使用任何我们想要的寄存器。
这是一个演示您可以执行的一些标准和非标准操作的程序：
.data
msg_jal1: .asciiz "fncjal1\n"
msg_jal2: .asciiz "fncjal2\n"
msg_jalx: .asciiz "fncjalx\n"
msg_jaly: .asciiz "fncjaly\n"
msg_jalz: .asciiz "fncjalz\n"
msg_jalr1: .asciiz "fncjalr1\n"
msg_jalr2: .asciiz "fncjalr2\n"
msg_post: .asciiz "exit\n"
.text
.globl main
main:
# for the jal instruction, the return address register is hardwired to $ra
jal fncjal1
# but, once called, a function may destroy it at will
jal fncjal2
# double level call
jal fncjalx
# jalr takes two registers -- this is just a shorthand for ...
la $t0,fncjalr1
jalr $t0
# ... this
la $t0,fncjalr1
jalr $ra,$t0
# we may use any return address register we want (subject to our ABI rules)
la $t0,fncjalr2
jalr $t3,$t0
# show we got back alive
li $v0,4
la $a0,msg_post
syscall
li $v0,10 # syscall for exit program
syscall
# fncja11 -- standard function
fncjal1:
li $v0,4
la $a0,msg_jal1
syscall
jr $ra # do return
# fncja12 -- standard function that returns via different register
fncjal2:
li $v0,4
la $a0,msg_jal2
syscall
# grab the return address
# we can preserve this in just about any register we wish (e.g. $a0) as
# long as the jr instruction below matches
move $v0,$ra
# zero out the standard return register
# NOTES:
# (1) this _is_ ABI conforming
# (2) caller may _not_ assume $ra has been preserved
# (3) _we_ need to preserve the return _address_ but we may do anything
# we wish to the return _register_
li $ra,0
jr $v0 # do return
# fncja1x -- standard function that calls another function
fncjalx:
# preserve return address
addi $sp,$sp,-4
sw $ra,0($sp)
li $v0,4
la $a0,msg_jalx
syscall
jal fncjal1
jal fncjal2
# restore return address
lw $ra,0($sp)
addi $sp,$sp,4
jr $ra # do return
# fncja1y -- standard function that calls another function with funny return
fncjaly:
# preserve return address
addi $sp,$sp,-4
sw $ra,0($sp)
li $v0,4
la $a0,msg_jaly
syscall
jal fncjal1
jal fncjal2
# restore return address
lw $a0,0($sp)
addi $sp,$sp,4
jr $a0 # do return
# fncjalz -- non-standard function that calls another function
fncjalz:
move $t7,$ra # preserve return address
li $v0,4
la $a0,msg_jalz
syscall
jal fncjal1
jal fncjal2
jr $t7 # do return
# fncjalr1 -- standard function [called via jalr]
fncjalr1:
li $v0,4
la $a0,msg_jalr1
syscall
jr $ra # do return
# fncjalr2 -- non-standard function [called via jalr]
fncjalr2:
li $v0,4
la $a0,msg_jalr2
syscall
jr $t3 # do return
这个程序的输出是：
fncjal1
fncjal2
fncjalx
fncjal1
fncjal2
fncjalr1
fncjalr1
fncjalr2
exit
我读到保留寄存器是调用者保存的，非保留寄存器是被调用者保存的。但在我看来，$ra 是一个保留的寄存器，它是调用者保存的，因为调用者将它必须保存到的地址 return。任何人都可以解释我错过了什么吗？
当您使用指令 jal 或 jalr 调用子例程时，return 地址存储在 $ra 中，因此如果您已经在子例程中，您将丢失该值，因此当 return 使用 ret 指令时，您可能有一个 Segmentation fault。所以在调用一个子程序之前（或者更一般地说，在使用 jalr 或 jal 之前），你应该保存 $ra 寄存器
I've read that preserved registers are caller saved and non preserved registers are callee saved.
这可能不是陈述事物的最佳方式，可能是混淆的根源。这是一个更好的方法：
A function (i.e. callee) must preserve
$s0-$s7, the global pointer$gp, the stack pointer$sp, and the frame pointer$fp
所有其他寄存器都可以由函数根据需要更改。
例如，当 fncA 调用 fncB 时，它会：
jal fncB
return地址放在[hardwired]寄存器中$ra
最后，通常，fncB returns 通过 jr $ra.
但是，fncB 可以在 jr 指令中使用 any 寄存器，因此它可以：
move $v0,$ra
li $ra,0
jr $v0
由callee为caller保留$ra真的没有任何意义。 $ra 是被调用函数 [通常] 找到 return 地址的地方，但如果需要，它可以移动它。
在 fncA 中，它可以做：
jal fncB
jal fncB
$ra 值在两种情况下都会不同，因此为了调用者的利益而谈论保留 $ra 是没有意义的 [因为有 none ].
But it seems to me that $ra, a preserved register
保留？ 谁？调用者不需要该值 [也不关心它会发生什么，只要被调用者 return 到达正确的位置即可]。被调用的函数 而不是 必须为调用者保留 $ra 。它必须为自己保留 return 地址 [但不一定在 $ra] 中。
因此，认为 $ra 由调用者 或 被调用者
... is caller saved as the caller saves the address to which it have to return.
当调用者[通过jal] 设置 $ra中的return地址时，它确实不是保存它是在[堆栈上]保存寄存器的意义上。
如果 fncB 调用另一个函数 fncC 它通常会保留 $ra 并且通常将其保存在堆栈中。但是，它可以根据需要以其他方式保留寄存器 内容。
此外，可以使用 jalr 指令代替 jal [并且 是 用于非常大的地址跨度]。所以，fncA 可以做：
la $t0,fncB
jalr $t0
但是，这实际上只是一个 shorthand 用于：
la $t0,fncB
jalr $ra,$t0
但是，如果 fncB 知道它是如何被调用的（即我们以不同的方式编写函数），我们可以使用不同的寄存器来保存 return 地址：
la $t0,fncB
jalr $t3,$t0
此处 $t3 将保存 return 地址。这是一个非标准调用约定（即不符合 ABI）。
我们可能有一个完全符合 ABI 的函数 fncD。但是，它可能会调用几个其他函数不会调用的内部函数（例如 fncD1, fncD2, ...）。 fncD 可以自由地使用它选择的任何非标准调用约定来调用这些函数。
例如，函数参数可能使用 $t0-$t6 而不是 $a0-$a3。如果 fncD 在外边缘保留 $s0-s7，这些可用于 fncD1.
只有个绝对硬连线的寄存器是$zero和$ra。对于 $ra 这只是 因为它在 jal 指令中是 hardwired/implicit。如果我们只使用 jalr，我们可以将 $ra 释放为像 $t0.
其余寄存器不是由CPU体系结构规定的，而仅仅是ABI约定。
如果我们用 100% 的汇编程序编写程序，编写我们自己的所有函数，我们可以使用我们希望的 任何 约定。例如，我们可以使用 $t0 作为我们的堆栈指针寄存器而不是 $sp。那是因为 mips 架构有 no push/pop 指令，其中 $sp 寄存器是隐式的。它只有lw/sw，我们可以使用任何我们想要的寄存器。
这是一个演示您可以执行的一些标准和非标准操作的程序：
.data
msg_jal1: .asciiz "fncjal1\n"
msg_jal2: .asciiz "fncjal2\n"
msg_jalx: .asciiz "fncjalx\n"
msg_jaly: .asciiz "fncjaly\n"
msg_jalz: .asciiz "fncjalz\n"
msg_jalr1: .asciiz "fncjalr1\n"
msg_jalr2: .asciiz "fncjalr2\n"
msg_post: .asciiz "exit\n"
.text
.globl main
main:
# for the jal instruction, the return address register is hardwired to $ra
jal fncjal1
# but, once called, a function may destroy it at will
jal fncjal2
# double level call
jal fncjalx
# jalr takes two registers -- this is just a shorthand for ...
la $t0,fncjalr1
jalr $t0
# ... this
la $t0,fncjalr1
jalr $ra,$t0
# we may use any return address register we want (subject to our ABI rules)
la $t0,fncjalr2
jalr $t3,$t0
# show we got back alive
li $v0,4
la $a0,msg_post
syscall
li $v0,10 # syscall for exit program
syscall
# fncja11 -- standard function
fncjal1:
li $v0,4
la $a0,msg_jal1
syscall
jr $ra # do return
# fncja12 -- standard function that returns via different register
fncjal2:
li $v0,4
la $a0,msg_jal2
syscall
# grab the return address
# we can preserve this in just about any register we wish (e.g. $a0) as
# long as the jr instruction below matches
move $v0,$ra
# zero out the standard return register
# NOTES:
# (1) this _is_ ABI conforming
# (2) caller may _not_ assume $ra has been preserved
# (3) _we_ need to preserve the return _address_ but we may do anything
# we wish to the return _register_
li $ra,0
jr $v0 # do return
# fncja1x -- standard function that calls another function
fncjalx:
# preserve return address
addi $sp,$sp,-4
sw $ra,0($sp)
li $v0,4
la $a0,msg_jalx
syscall
jal fncjal1
jal fncjal2
# restore return address
lw $ra,0($sp)
addi $sp,$sp,4
jr $ra # do return
# fncja1y -- standard function that calls another function with funny return
fncjaly:
# preserve return address
addi $sp,$sp,-4
sw $ra,0($sp)
li $v0,4
la $a0,msg_jaly
syscall
jal fncjal1
jal fncjal2
# restore return address
lw $a0,0($sp)
addi $sp,$sp,4
jr $a0 # do return
# fncjalz -- non-standard function that calls another function
fncjalz:
move $t7,$ra # preserve return address
li $v0,4
la $a0,msg_jalz
syscall
jal fncjal1
jal fncjal2
jr $t7 # do return
# fncjalr1 -- standard function [called via jalr]
fncjalr1:
li $v0,4
la $a0,msg_jalr1
syscall
jr $ra # do return
# fncjalr2 -- non-standard function [called via jalr]
fncjalr2:
li $v0,4
la $a0,msg_jalr2
syscall
jr $t3 # do return
这个程序的输出是：
fncjal1
fncjal2
fncjalx
fncjal1
fncjal2
fncjalr1
fncjalr1
fncjalr2
exit