Linux操作系统分析-Lab1

[今天也睡觉了吗]

实验要求：

将一个简单的C程序汇编成LoongArch或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。

首先安装RISC-V的交叉编译器

 可以使用riscv64-linux-gnu-gcc -S -o test_riscv64.s test.c命令进行转换。

转换前代码为：

#include<stdio.h>
int g(int x){
	return x + 3;
}
int f(int x){
	return g(x);
}
int main(){
	return f(8) + 1;
}

转换后的代码如下：

g:
	addi	sp,sp,-32 // 此操作可以为栈顶指针sp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 //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s0栈底指针指向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 //返回到调用g的函数（即f函数）
f:
	addi	sp,sp,-32 //sp=sp-32 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 //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，a5中存放的是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
	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s0栈底指针指向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
main:
	addi	sp,sp,-16   //sp=sp-16 这里用来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
	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
	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 
	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