计算机组成原理

• 计算机组成原理主要篇幅就是介绍不同指令集的各种架构，这里总结了个导图

复杂指令集CISC

X86架构

• 这里不多介绍，大一下汇编课程主要学的就是x86架构的汇编

精简指令集RISC

ARM架构

• 参考博客：ARM 37 个通用寄存器详解_arm寄存器-CSDN博客

寄存器

总体介绍

• ARM一共有7种寄存器模式，每种寄存器模式都有一些备用寄存器，寄存器的名字相同，但是在其他模式下不可见。

  • 用户模式（User） 快速中断模式（FIQ） 普通中断模式（IRQ） 管理模式（Svc）
  • 数据访问中止模式（Abort） 未定义指令中止模式（Und） 系统模式（Sys）

• ARM一共有37种寄存器，但是每种模式下最多只能看到 18 个寄存器。

• 例如，对r13 这个名字来说，在 ARM 中共有6 个名叫r13（又叫 sp）的寄存器，但是在每种特定处理器模式下，只有一个 r13 是当前可见的，其他的 r13 必须切换到它们的对应模式下才能看到。这种设计叫影子寄存器（banked register）。

• 系统模式和用户模式使用相同的寄存器

寄存器的分类

• ARM寄存器一共被分为3类
  • 未备份寄存器(Unbanked Registers)，包括 R0~R7。
  • 备份寄存器(Banked Registers)，包括 R8~R14。
  • 程序计数器 PC，即 R15。
  • 还有一个例外的标志寄存器。

汇编指令

函数调用

参考博客：ARM调用标准（ATPC）与函数参数传递-CSDN博客

• 函数调用一般从参数传递、返回地址、堆栈操作、指令跳转这四个方面

参数传递

• ARM有两种传参方式，分别是参数个数固定的子程序和参数个数可变的子程序

参数个数可变的传参规则

• 当参数不超过4个，可以使用寄存器R0~R3来进行参数传递。当参数超过4个，还可以使用数据栈来传递参数
• 在参数传递的时，将所以参数看做是存放在连续的内存单元中的字数据。然后，依次将各数据传送到寄存器R0、R1、R2、R3；如果参数多于4个，将剩余的字数据传送到数据栈中，入栈的顺序与参数顺序相反，即最后一个字数据先入栈。
• 一个浮点参数可以通过寄存器传递，也可以通过数据栈传递，还可以一半通过寄存器传递，另一半通过数据栈传递。

参数个数固定的传参规则

MIPS架构

• 参考博客：MIPS汇编基础 - 知乎 (zhihu.com)

寄存器

• MIPS指令集中，有32个通用的寄存器，在汇编程序中可以用编号$0-$31表示，也可以用寄存器的名字表示

编号	寄存器名称	寄存器描述
0	zero	其值始终为0
1	$at	保留寄存器
2~3	$v0、$v1	values，保存表达式或函数返回结果
4~7	$a0、$a1、$a2、$a3	aruments，作为函数的前四个参数，不够用就堆栈传参
8~15	$t0、$t1、$t2、$t3、$t4、$t5、$t6、$t7	temporaries，供汇编程序使用的临时寄存器
16~23	$s0、$s1、$s2、$s3、$s4、$s5、$s6、$s7	saved values，子函数使用时需要保存原寄存器的值
24~25	$t8、$t9	temporaries，供汇编程序使用的临时寄存器
26~27	$k0、$k1	保留，中断处理函数使用
28	$gp	global pointer，全局指针
29	$sp	stack pointer，堆栈指针
30	$fp	frame pointer，保存栈指针
31	$ra	return address，返回地址

汇编指令

函数调用

RISC-V架构

• 参考博客：RISC-V指令与寄存器_risc-v 寄存器-CSDN博客

寄存器

• 寄存器数量与MIPS架构一样，但是每个编号的寄存器功能不同

汇编指令

函数调用