MIPS架构上函数调用过程的堆栈和栈帧
转载于CSDN:http://blog.csdn.net/do2jiang/article/details/5404566
在计算机科学中,Call stack是指存放某个程序的正在运行的函数的信息的栈。Call stack和stack frames组成,每个stack frame对应于一个未完成运行的函数。
在当今流行的计算机体系架构中,大部分计算机的参数传递,局部变量的分配和释放都是通过操纵程序栈来实现的。栈用来传递函数参数,存储返回值信息,保存寄存器以供恢复调用前处理机状态。每次调用一个函数,都要为该次调用的函数实例分配栈空间。为单个函数分配的那部分栈空间就叫做stack frame,也就是说,stack frame这个说法主要是为了描述函数调用关系的。
Stack frame组织方式的重要性和作用体现在两个方面:
第一:它使调用者和被调用者达成某种约定。这个约定定义了函数调用时函数参数的传递方式,函数返回值的返回方式,寄存器如何在调用者和被调用者之间进行共享。
第二:它定义了被调用者如何使用它自己的stack frame来完成局部变量的存储和使用。
- 上图描述的是一种典型的(MIPS 32)嵌入式芯片的stack frame组织方式。
- 这张图中,计算机的栈空间采用的是向下增长的方式。
- sp(stack pointer)就是当前函数的栈指针,它指向的是栈底的位置。
- Current Frame所示即为当前函数(被调用者)的frame。
- Caller's Frame是当前函数的调用者的frame。
- 每个frame中所存放的内容和存放顺序,则由目标体系架构的调用约定(calling convention)定义。
- MIPS O32调用约定规定了所占空间不大于4个比特的参数应该放在从$4到$8的寄存器中,剩下的参数应该依次放到调用者stack frame的参数域中,并且在参数域中需要前四个参数保留栈空间。
- 如果被调用者需要使用$16到$23这些保留寄存器(saved register),就必须先将这些保留寄存器的值保存在被调用者stack frame的保留寄存器域中,当被调用者返回时恢复这些寄存器值。
- 当被调用者不是叶子函数时,即被调用者中存在对其它函数的调用,需要将RA(return address)寄存器($31)值保存到被调用者stack frame的返回值域中。
- 被调用者所需要的局部变量,应保存在被调用者stack frame的本地变量域中。
- 在没有BP(base pointer)寄存器的目标架构中,进入一个函数时需要将当前栈指针向下移动n比特,这个大小为n比特的存储空间就是此函数的stack frame的存储区域。此后栈指针便不再移动,智能在函数返回时再将栈指针上这个偏移量恢复栈现场。由于不能随便移动栈指针,所以寄存器压栈和出栈都必须指定偏移量。
- 在RISC计算机中主要参与计算的是寄存器,saved registers就是指在进入一个函数后,如果某个保存原函数信息的寄存器会在当前函数中被使用,就应该将此寄存器保存到堆栈上,当函数返回恢复此寄存器值。而且由于RISC计算机大部分采用定长指令或者定变长指令,一般指令长度不会超过32个位。而现代计算机的内存地址范围已经扩展到32位,这样在一条指令里就不足以包含有效的内存地址,所以RISC计算机一般借助于一个返回地址寄存器RA来实现函数的返回。几乎在每个函数调用中都会使用到这个寄存器,所以在很多情况下RA寄存器会被保存在堆栈上以避免被后面的函数调用修改,当函数需要返回时,从堆栈上取回RA然后跳转。移动SP和保存寄存器的动作一般处在函数的开头,叫做function prologue;恢复这些寄存器状态的动作一般放在函数的最后,叫做fuction epilogue。
MIPS架构上函数调用过程的堆栈和栈帧的更多相关文章
- c函数调用过程原理及函数栈帧分析
转载自地址:http://blog.csdn.net/zsy2020314/article/details/9429707 今天突然想分析一下函数在相互调用过程中栈帧的变化,还是想尽量以比 ...
- C函数调用过程原理及函数栈帧分析(转)
在x86的计算机系统中,内存空间中的栈主要用于保存函数的参数,返回值,返回地址,本地变量等.一切的函数调用都要将不同的数据.地址压入或者弹出栈.因此,为了更好地理解函数的调用,我们需要先来看看栈是怎么 ...
- 在C语言中函数及其调用过程
目录 函数 C语言中的变参函数 函数的本质是什么 内存区域的区分技巧 函数的调用过程 栈帧的概念 调用过程细节 按照约定传参 函数 如果一个函数有声明没实现,那么就会出现链接错误: 以上代码会出现链接 ...
- 第5篇-调用Java方法后弹出栈帧及处理返回结果
在前一篇 第4篇-JVM终于开始调用Java主类的main()方法啦 介绍了通过callq调用entry point,不过我们并没有看完generate_call_stub()函数的实现.接下来在ge ...
- Dubbo学习(六) dubbo 架构图 以及调用过程
一.Dubbo结构图 duubo结构图 我们解释以下这个架构图:Consumer服务消费者,Provider服务提供者.Container服务容器.消费当然是invoke提供者了,invoke这条 ...
- 代码 or 指令,浅析ARM架构下的函数的调用过程
摘要:linux程序运行的状态以及如何推导调用栈. 1.背景知识 1.ARM64寄存器介绍: 2.STP指令详解(ARMV8手册): 我们先看一下指令格式(64bit),以及指令对于寄存机执行结果的影 ...
- MIPS指令 MIPS架构
华中科技大学 - 计算机组成原理 华中科技大学 - 计算机硬件系统设计 Microprocessor without Interlocked Pipleline Stages 无内部互锁流水级的微处理 ...
- 如何在linux主机上运行/调试 arm/mips架构的binary
如何在linux主机上运行/调试 arm/mips架构的binary 原文链接M4x@10.0.0.55 本文中用于展示的binary分别来自Jarvis OJ上pwn的add,typo两道题 写这篇 ...
- Hbase的WAL在RegionServer基本调用过程
版权声明:本文由熊训德原创文章,转载请注明出处: 文章原文链接:https://www.qcloud.com/community/article/221 来源:腾云阁 https://www.qclo ...
随机推荐
- vim鼠标模式打开与关闭
开启鼠标模式 :set mouse=x, x取值如下, 例如:set mouse=a, 开启所有模式的mouse支持 n 普通模式 v 可视模式 i 插入模式 c 命令行模式 ...
- 如何实现圆形的进度条(ProgressBar)
在我们实际的工作中可能经常使用到圆形的进度条,但是这是怎么实现的呢?其实这只不过是修改了一下ProgressBar的模板,我们在下面的代码中我们将ProgressBar的Value值绑定到Border ...
- IDEA Maven 项目默认编译项目为JDK 1.5
昨天晚上遇到一个问题,我在idea中创建了有个maven项目,想使用jdk1.8的lambda表达式,结果提示我错误,是1.8才可以.当时我想我的jdk就是1.8啊.经过各种搜索,才知道maven默认 ...
- js數字
js數字只有一種類型:不是類型語言. js的數字可以使用科學計數法或者不使用科學計數法: js都是64位的, 如果是整數,(不使用科學計數法或者是小數點)最大15位的: 如果是浮點數,最大17位的,浮 ...
- BZOJ2017[USACO 2009 Nov Silver 1.A Coin Game]——DP+博弈论
题目描述 农夫约翰的奶牛喜欢玩硬币游戏,因此他发明了一种称为“Xoinc”的两人硬币游戏. 初始时,一个有N(5 <= N <= 2,000)枚硬币的堆栈放在地上,从堆顶数起的第I枚硬币的 ...
- AGC005F Many Easy Problems(NTT)
先只考虑求某个f(k).考虑转换为计算每条边的贡献,也即该边被所选连通块包含的方案数.再考虑转换为计算每条边不被包含的方案数.这仅当所选点都在该边的同一侧.于是可得f(k)=C(n,k)+ΣC(n,k ...
- 机器学习工作流程第一步:如何用Python做数据准备?
这篇的内容是一系列针对在Python中从零开始运用机器学习能力工作流的辅导第一部分,覆盖了从小组开始的算法编程和其他相关工具.最终会成为一套手工制成的机器语言工作包.这次的内容会首先从数据准备开始. ...
- 自学Linux Shell7.3-linux共享文件
点击返回 自学Linux命令行与Shell脚本之路 7.3-linux共享文件 在linux系统中共享文件的方法是通过创建组. 1. linux为每个文件和目录存储了3个额外的信息位: SUID设置用 ...
- 爬虫json数据的处理
在爬网页的过程中,最喜欢遇到的就是json数据接口,省了不少麻烦,但是json数据也有多种格式. 类型一:标准的json result = json.loads(html.text),将str转成py ...
- 全面深入介绍C++字符串:string类
http://blog.csdn.net/liuliming3000/article/details/1809385 1 从C到C++ string类 2 string类的构造函数 3 string类 ...