汇编函数的调用约定

汇编的调用约定

函数调用过程的概述
stack frame

调用一个函数的时候，就会压入栈帧里面，在调用A函数后，再调用B函数，B函数的地址就会继续压栈，当B函数处理完之后，在栈帧里面的B地址就会出栈，入宫函数过多的话，有可能会出现爆栈的情况

函数调用约定

• caller就是一个函数调用者，callee就是被调用函数
• 在caller中调用call，调用了callee，callee执行完之后返回，返回到调用call的下一个地址

这里有一个问题，函数调用的时候，那些函数的调用参数，和函数的返回值应该放在哪里呢？
这就是我们下面要解决的问题

函数调用过程中的编程约定

有关寄存器的编程约定

x0-x31就是寄存器的最初始化的名字，最开始的32个寄存器
ABI就是在函数的时候吧这些寄存器普遍化修改的别名，主要使用的就是这些别名，我们之后都是使用这些别名，更好的进行理解

N/A:就是not available，没有人维护
ra:return address,就是jal函数返回后的下一个地址,由调用者来进行维护，因为函数返回之后要达到对应的位置
sp:stack pointer:就是用来存放栈指针，由被调用者来维护，因为出栈和入栈主要就是由被调用的子函数来执行
t:temporary:临时寄存器，用来函数调用者保存函数的一些临时变量
s :save ：保存寄存器，就是和t是反过来的，对于调用者来说，要保证save里面的值在调用前和调用后值是不变的
a：argument参数寄存器，用于在函数时候保存函数的参数，以及传递返回值

我们在写risc-v的时候，一般使用a0,a1来进行返回
使用a0-a7来进行传递函数的参数

函数跳转和返回指令的编程约定

（1）

（2）

我们要将函数的ra寄存器保存在栈里面，避免之后调用的时候这个ra寄存器没了，寄存器没了的话，函数返回地址就没了，不知道返回到那里，所以我们要用s寄存器来保存ra的值，退栈的时候恢复ra的值
在c语言里面调用汇编代码

• 汇编

示例

# Calling Convention
# Demo how to write nested routines
#
# void _start()
# {
#     // calling nested routine
#     aa_bb(3, 4);
# }
#
# int aa_bb(int a, int b)
# {
#     return square(a) + square(b);
# }
#
# int square(int num)
# {
#     return num * num;
# }

	.text			# Define beginning of text section
	.global	_start		# Define entry _start,这个_start是一个全局的标签地址

_start:
	la sp, stack_end	# prepare stack for calling functions  ，同样进入主函数之后就开辟了栈内存空间

	# aa_bb(3, 4);
	li a0, 3
	li a1, 4			# 给函数两个参数的值，传参
	call aa_bb			# 一个3,一个4

stop:
	j stop			# Infinite loop to stop execution

# int aa_bb(int a, int b)
# return a^2 + b^2
aa_bb:
	# prologue
	addi sp, sp, -16	# 压栈
	sw s0, 0(sp)		# 这里把s0,s2保存起来，函数的参数，以及栈指针，把sp+0存储到s0里面
	sw s1, 4(sp)		
	sw s2, 8(sp)		
	sw ra, 12(sp)		# 这里还要保存ra的值，sw 是存字，把 ra 的低位四字节存入地址 rs1+立即数中。

	# cp and store the input params
	mv s0, a0
	mv s1, a1

	# sum will be stored in s2 and is initialized as zero
	li s2, 0

	mv a0, s0
	jal square		# 这里是尾调用，所以就不会回来了，如果不保存ra的话，就会把ra的地址给改调了
	add s2, s2, a0	# 上一层函数函数运行的结果的在a0里面，因为这就是用来处理函数参数和返回值的寄存器

	mv a0, s1
	jal square
	add s2, s2, a0	# a0里面放的就是第二个参数调用函数处理的结果，放到s2里面

	mv a0, s2		# 再把s2的值放到参数寄存器里面，返回

	# epilogue
	lw s0, 0(sp)	# 恢复寄存器，退出栈帧
	lw s1, 4(sp)
	lw s2, 8(sp)
	lw ra, 12(sp)
	addi sp, sp, 16	# 把栈镇退出
	ret				# 返回

# int square(int num)
square:
	# prologue
	addi sp, sp, -8
	sw s0, 0(sp)# 因为这里是最后一次调用函数所以不用存储函数的返回值ra
	sw s1, 4(sp)

	# `mul a0, a0, a0` should be fine,
	# programing as below just to demo we can contine use the stack
	mv s0, a0
	mul s1, s0, s0
	mv a0, s1

	# epilogue
	lw s0, 0(sp)
	lw s1, 4(sp)
	addi sp, sp, 8

	ret

	# add nop here just for demo in gdb
	nop

	# allocate stack space，开辟了栈空间
stack_start:
	.rept 12
	.word 0
	.endr
stack_end:

	.end			# End of file
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在汇编代码里面调用c代码

# C all ASM

	.text			# Define beginning of text section
	.global	_start		# Define entry _start
	.global	foo		# foo is a C function defined in test.c，c函数定义到这里

_start:
	la sp, stack_end	# prepare stack for calling functions

	li a0, 1
	li a1, 2
	call foo # 调用c函数

stop:
	j stop			# Infinite loop to stop execution

	nop			# just for demo effect

stack_start:
	.rept 12
	.word 0
	.endr
stack_end:

	.end			# End of file
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