实验内容:将一个简单的C程序汇编成RISC-V汇编代码,并逐步分析程序的执行过程,深入理解存储程序计算机和函数调用堆栈框架在执行过程中所起的作用。
(1)安装RISC-V的交叉编译器
sudo apt-get install gcc-riscv64-linux-gnu
(2)编写C语言程序
(3)将上述C程序汇编成RISC-V汇编代码
riscv64-linux-gnu-gcc -S -o test_riscv64.s test.c
.file "test.c"
.option pic
.text
.align 1
.globl g
.type g, @function
g:
addi sp,sp,-32 //sp=sp-32 sp为栈顶指针预留出4个存储空间
sd s0,24(sp) //store指令,s0为栈底指针,将s0的值存放到sp+24指向的位置中
addi s0,sp,32 //s0=sp+32,构造g函数的栈空间,形成g函数的逻辑空栈
mv a5,a0 //a5=a0,a0存放的是函数参数8
sw a5,-20(s0) //store指令,将a5的值存放到s0-20指向的位置中
lw a5,-20(s0) //load指令,将s0-20位置中的值存放到a5中
addiw a5,a5,3 //a5=a5+3
sext.w a5,a5
mv a0,a5 //a0=a5,将g函数返回值保存在a0中
ld s0,24(sp) //s0=sp+24,将sp+24的值重新存储到s0栈底指针中,指向f函数的栈空间
addi sp,sp,32 //栈顶指针指向f函数栈空间的栈顶
jr ra //无条件跳转,进行函数返回
.size g, .-g
.align 1
.globl f
.type f, @function
f:
addi sp,sp,-32 //sp=sp-32 sp为栈顶指针预留出4个存储空间
sd ra,24(sp) //store指令,ra存放的是返回地址,将ra存放到sp+24指向的位置中
sd s0,16(sp) //store指令,s0为栈底指针,将s0的值存放到sp+16指向的位置中
addi s0,sp,32 //s0=sp+32,构造f函数的栈空间,形成f函数的逻辑空栈
mv a5,a0 //a5=a0,a0存放的是函数参数,此处保存一次参数的作用是用来给后面的g函数进行传递参数,此时a5中存放的是8,,可以发现RISC-V使用 寄存器 进行参数传递
sw a5,-20(s0) //store指令,将a5的值存放到s0-20指向的位置中
lw a5,-20(s0) //load指令,将s0-20位置中的值存放到a5中
mv a0,a5 //a0=a5,此时a0保存的是函数参数,为调用g(x)做准备
call g //调用g函数
mv a5,a0 //a5=a0
mv a0,a5 //a0=a5,将f函数返回值保存在a0中
ld ra,24(sp) //ra=sp+24,获取main函数的返回地址
ld s0,16(sp) //s0=sp+16,将sp+16的值重新存储到s0栈底指针中,指向main函数的栈空间
addi sp,sp,32 //指向main函数栈空间栈顶
jr ra //返回到main函数
.size f, .-f
.align 1
.globl main
.type main, @function
main:
addi sp,sp,-16 //sp=sp-16 RISC-V是64位指令集,这里预留出两个存储位置,分别存储上一个程序的堆栈的返回地址和栈底指针
sd ra,8(sp) //store指令,ra存放的是返回地址,将ra存放到sp+8指向的位置中(前面预留的)
sd s0,0(sp) //store指令,s0为栈底指针,将s0的值存放到sp指向的位置中(前面预留的)
addi s0,sp,16 //s0=sp+16,构造main函数的栈空间,形成main函数的逻辑空栈
li a0,8 //a0保存的是函数调用参数,此处是保存f(8)的参数
call f //调用函数f,f(8)的值会保存在a0中
mv a5,a0 //a5=a0,将f(8)的返回值保存在a5中
addiw a5,a5,1 //a5=a5+1
sext.w a5,a5
mv a0,a5 //a0=a5,main函数的返回值保存在a0中
ld ra,8(sp) //获取上一个程序的返回地址
ld s0,0(sp) //栈底指针指向上一个程序的栈空间栈底
addi sp,sp,16 //栈顶指针指向上一个程序栈空间栈顶
jr ra //无条件跳转,函数返回
.size main, .-main
.ident "GCC: (Ubuntu 11.3.0-1ubuntu1~22.04) 11.3.0"
.section .note.GNU-stack,"",@progbits