在 RISC-V 程序集的主函数中使用“已保存”寄存器答案

【问题标题】：Using "saved" registers in the main function at RISC-V Assembly在 RISC-V 程序集的主函数中使用“已保存”寄存器
【发布时间】：2021-06-11 09:22:20
【问题描述】：

假设用 RISC-V 汇编编写了以下简单的 main 函数：

.globl main
main:
     addi s3,zero,10 #Should this register (s3) be saved before using?

由于s3 是一个“已保存的寄存器”，因此应遵循过程调用约定，因此，该寄存器应在使用前压入堆栈。但是，通过查看源文件，没有其他程序使用过该寄存器，将寄存器保存到堆栈似乎是多余的。

我的问题是，是否应该在每次使用之前保存这些类型的寄存器，即使这意味着为了遵守调用约定而编写更多（冗余）代码？有时可以忽略这些约定以提高性能吗？

在上面的示例中，是否应该保存寄存器，因为不知道主调用者是否一直在使用s3 寄存器？

【问题讨论】：

是的，每次都应该保存它们，即使这意味着更多的代码。是的，main 的调用者（例如 libc 初始化代码）可以将s3 用于自己的目的。

标签： function assembly calling-convention riscv

【解决方案1】：

是的，main 是一个函数，它有一个真正的调用者返回，而该调用者可能正在使用 s3 做某事。

除非你的 main 永远不会返回，要么是一个无限循环，要么只通过调用 exit 或系统调用退出。如果您从不返回，则无需恢复调用者的状态，甚至无需找到返回的路（通过返回地址）。

因此，如果调用 exit 而不是从 main 返回同样方便，那么这样做可以避免保存任何内容。

这也适用于main 无法返回的情况，当然，返回甚至不是一个选项。例如如果它是内核或其他独立代码中的入口点。

另外，我希望您了解每次使用前保存一次 意味着每个使用它们的函数一次，而不是围绕每个单独的块单独保存。还有not saving call-clobbered registers around each function call; just let them die。

有时可以忽略这些约定以提高性能吗？

是的，如果您不让任何您无法控制的代码看到详细信息。

如果您将小型私有辅助函数实际上视为一个大函数的一部分，那么它们可以使用“私有”自定义调用约定。（即使你确实调用/返回而不是仅仅跳转到它们，如果你想避免在多个调用点内联它们）

有时这只是利用额外保证，当您知道您正在调用的函数时。例如它实际上并没有破坏它的一些输入参数寄存器。当您调用自己时，这在递归中很有用：foo(int *p, int a) self 调用可能会利用 p 仍然在同一个寄存器中未修改，而不必将 p 保留在其他地方以便在调用返回后使用，例如如果调用一个“未知”函数，而你不能假设调用约定不能保证的任何事情，它会是这样。

或者，如果您在实际的私有递归函数前面有一个公开可见的包装器，您可以设置一些常量，甚至让递归函数将一个寄存器视为静态变量，而不是传递指向某个寄存器的指针内存中的共享状态。（这不再是纯粹的递归，只是一个循环，它使用 asm 堆栈来跟踪一些恰好包含跳转地址的历史记录。）

【讨论】：