MIPS 堆栈指针

Question

在这里感觉有点傻，试图弄清楚这条线在做什么：

addiu   sp,sp,-24

我理解是设置栈指针，我的困惑是addiu部分。它将 UNSIGNED -24 添加到堆栈指针，并将其存储回堆栈指针。

sp是取16位的值-24(FFE8)(addiu运算的"immediate"值是16位宽)还是它将符号扩展到完整的 32 位？

另外，sp=0是在这条指令之前吗？它是一小段 C 代码中的第一条指令。

我正在将 MIPS 内核作为个人项目来实现，这让我有些困惑。

Answer 1

算术指令

MIPS 支持四种基本算术运算：加法、减法、乘法和师.

加法指令：基本加法指令

 add Rdest,Rsrc1,Rsrc2

将Rsrc1和Rsrc2的内容相加并将结果存储在Rdest中。这些数字被视为有符号整数。如果发生溢出，则会生成溢出异常。 addu如果不需要溢出异常就可以使用

第二个操作数可以指定为immediate 16-bit number。格式为：

 addi Rdest,Rsrc1,imm

16-bit 的值为 sign-extended to 32 bits 并添加到 Rsrc1 的内容中。与 add 指令一样，会产生溢出异常。与添加一样，如果不需要溢出异常，我们可以使用addiu。

堆栈实现

MIPS 不明确支持堆栈操作。相比之下，它提供push、pop等指令，方便栈操作。此外，还有一个特殊的栈指针寄存器sp，用来保存栈顶信息。在 MIPS 中，寄存器扮演堆栈指针的角色。我们必须操作这个寄存器来实现堆栈。

例如，堆栈向下增长（即，当我们将项目压入堆栈时，地址减少）。因此，当在堆栈上保留 space 用于压入值时，我们必须减少 sp 值。这样，开始执行时栈指针的相对值可以取为零。

例如，要压入寄存器 a0 和 ra，我们必须保留八个字节的堆栈 space 并使用 sw 压入值，如下所示:

sub $sp,$sp,8 # reserve 8 bytes of stack
sw $a0,0($sp) # save registers
sw $ra,4($sp)

这个序列通常用在保存寄存器的程序开始处。要在从过程返回之前恢复这些寄存器，我们可以使用以下序列：

lw $a0,0($sp) # restore the two registers
lw $ra,4($sp)
addu $sp,$sp,8 # clear 8 bytes of stack

所以，第一个问题的答案：

The 16-bit value is sign-extended to 32 bits and added to the contents of Rsrc1.

关于你的第二个问题：

Thus, the relative value of the stack pointer at the beginning of execution could be taken as zero.

Answer 2

The addiu instruction includes a 16-bit immediate operand. When the ALU executes the instruction, the immediate operand is sign-extended to 32 bits. If two's complement overflow occurs during the addition, it is ignored.

addiu   d,s,const        # $d <—— s + const. 
                         # Const is 16-bit two's comp. sign-extended to 32 bits
                         # when the addition is done. No overflow trap.

MIPS 堆栈指针

MIPS stack pointer

c

mips

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堆栈实现