MIT 6.S081 - Lab Traps - RISC-V assembly
题面
了解一点 RISC-V 汇编是很重要的，您在 6.004 中已经接触过。
在 xv6 仓库中有一个文件 user/call.c。make fs.img 对它进行编译，并在 user/call.asm 中生成可读的程序汇编版本。
请阅读 call.asm 中的函数 g、f 和 main。RISC-V 的使用手册参见 参考页面。
下面是一些需要回答的问题（将答案存储在文件 answers-traps.txt 中）：
- 哪些寄存器包含函数的参数？例如，在
main调用printf时，哪个寄存器保存了 13？ - 在
main的汇编代码中，对函数f的调用在哪里？g在哪里？（提示：编译器可以内联函数） - 函数
printf位于什么地址？ - 在
main中的jalr到printf之后，ra寄存器中的值是什么？ 运行下面的代码。
unsigned int i = 0x00646c72; printf("H%x Wo%s", 57616, &i);输出是什么？这是一个 ASCII 表，它将字节映射到字符。
输出结果取决于 RISC-V 是小端序的。如果 RISC-V 是大端序的，你会将
i设置为什么以产生相同的输出？你是否需要将57616更改为其他值？在下面的代码中，
'y='后面会打印什么？（注意：答案不是一个特定的值）为什么会这样？printf("x=%d y=%d", 3);
讲解
这个 part 就是来复习计算机组成原理的。
先上一段汇编。
int g(int x) {
0:1141 addisp,sp,-16
2:e422 sds0,8(sp)
4:0800 addis0,sp,16
return x+3;
}
6:250d addiwa0,a0,3
8:6422 lds0,8(sp)
a:0141 addisp,sp,16
c:8082 ret
000000000000000e <f>:
int f(int x) {
e:1141 addisp,sp,-16
10:e422 sds0,8(sp)
12:0800 addis0,sp,16
return g(x);
}
14:250d addiwa0,a0,3
16:6422 lds0,8(sp)
18:0141 addisp,sp,16
1a:8082 ret
000000000000001c <main>:
void main(void) {
1c:1141 addisp,sp,-16
1e:e406 sdra,8(sp)
20:e022 sds0,0(sp)
22:0800 addis0,sp,16
printf("%d %d\n", f(8)+1, 13);
24:4635 lia2,13
26:45b1 lia1,12
28:00000517 auipca0,0x0
2c:7b050513 addia0,a0,1968 # 7d8 <malloc+0xea>
30:00000097 auipcra,0x0
34:600080e7 jalr1536(ra) # 630 <printf>
exit(0);
38:4501 lia0,0
3a:00000097 auipcra,0x0
3e:27e080e7 jalr638(ra) # 2b8 <exit>回答问题：
- 哪些寄存器包含函数的参数？例如，在
main调用printf时，哪个寄存器保存了 13？
寄存器 a0 - a7 包含函数的参数，这是我们在 syscall 实验中就已经知道的。寄存器 a2 保存了 13。
- 在
main的汇编代码中，对函数f的调用在哪里？g在哪里？（提示：编译器可以内联函数）
main 函数中对 f、g 函数的调用被编译器优化成内联函数了，这是一种取消了函数的参数压栈，减少了调用的开销的编译器的优化方法。在这里 f(8)+1 应该是直接被编译器算出 12 的结果了，就免去了调用函数的过程。不过很明显像是 printf 和 exit 这样的函数就不一样了。
- 函数
printf位于什么地址？
函数 printf 位于 0x630。
- 在
main中的jalr到printf之后，ra寄存器中的值是什么？
jalr offset(ra)，ra 存储下一条汇编语句的地址，那么在这里就是 0x38。（jalr 格式不一样就不在这里细谈了）
- 运行下面的代码。输出是什么？输出结果取决于 RISC-V 是小端序的。如果 RISC-V 是大端序的，你会将
i设置为什么以产生相同的输出？你是否需要将57616更改为其他值？
unsigned int i = 0x00646c72;
printf("H%x Wo%s", 57616, &i);输出是 “HE110 World”。
- 57616 按照 16 进制转换为 e110，这个不需要进行更改；
rld：其 ASCII 码是 72、6c、64（16 进制）；如果要显示 r l d 的话，那么在内存中的布局就应该是 72 6c 64 00。
- 如果使用小端的话，那么内存中的存储的方式应该是低字节的数据存在低地址，那么就应该写实际字节的写法就是 0x00646c72，这和题目相符；
- 如果使用大端的话，那么内存中的存储的方式应该是低字节的数据存在高地址，那么就应该写实际字节的写法就是 0x726c6400。
大端小端的问题容易弄混的地方是：内存从左到右是地址变大，而我们说的数据的字节是从右到左越来越 “高” 位。实际上大端模式是和我们阅读的习惯一致的。
- 在下面的代码中，
'y='后面会打印什么？（注意：答案不是一个特定的值）为什么会这样？
printf("x=%d y=%d", 3);打印 5223。答案确实不是一个特定的值（虽然重新运行、重新编译都不会导致结果不同）。推测是打印出了 a2 寄存器的值，所以实际上应该是一个相当随机的数。