MIPS中函数调用序言值$ra的目的

Question

以下是我在学校被教导在 MIPS 中调用函数的方式。我只是被告知要“记住”“序言”和“尾声”，但从未解释过它的概念。这里是：

首先，初始化堆栈指针$sp。然后拨打jal f：

li      $sp, 0x7ffffffc
jal     f                # call function f

在函数内部，先做“序言”：

sub     $sp, $sp, 8      # set new stack pointer
sw      $ra, 8($sp)      # save return address in stack
sw      $fp, 4($sp)      # save old frame pointer in stack
add     $fp, $sp, 8      # set new frame pointer

返回时，做“结语”：

lw      $ra, 8($sp)      # load return address from stack
lw      $fp, 4($sp)      # restore old frame pointer from stack
add     $sp, $sp, 8      # reset stack pointer
jr      $ra              # return to caller using saved return address

问题：

$ra 中存储的值从未改变（除非我的函数使用它，但我不应该首先使用$ra）。序言只是将它保存在堆栈中，并在返回时将 same 值恢复为$ra。 jr 作用于同一件事，那么为什么首先需要将$ra 存储在堆栈中呢？如果它从未改变，为什么我需要恢复它？

将$fp 存储在堆栈中是有意义的，因为$fp 已更改。但是$ra 只是相同的返回地址。处理器是否正在查看堆栈以将 $ra 中的值与堆栈上的值匹配？

Answer 1

为什么首先需要将 $ra 存储在堆栈中？以及为什么 如果它从未改变，我需要恢复它吗？

在您的特定情况下， $ra 永远不会改变。但是如果一个函数调用另一个函数会发生什么呢？在那种情况下，$ra 确实会改变。实际上，您的函数序言缺少保存 $sX 寄存器（基于 MIPS ABI）应该由被调用者保存。

处理器是否在查看堆栈以匹配里面的值 $ra 堆栈上有一个吗？

不，在 MIPS 中，处理器不了解“堆栈”是什么。堆栈是一个软件结构，硬件不关心它。