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。