堆栈中的 MIPS 函数和变量
MIPS functions and variables in stack
我已经接触了 MIPS-32，我提出了一个问题，如果一个变量，例如 $t0 声明在一个函数中具有值，是否可以被另一个函数更改，以及这与堆栈有什么关系，这是变量在内存中的位置。我所说的一切都是汇编语言。而且，我想要一些关于这种用法的例子，这是一个函数是否改变，另一个函数的变量值，以及这个变量如何“生存”或不“生存”，如果变量是作为副本或参考。
（我希望我们能创造一个环境，让上面的概念性问题可以被更多地探索）
$t0 declared having the value in one function can be altered by another
$t0 被称为调用破坏寄存器。就硬件而言，它与其他寄存器没有什么不同——调用破坏与调用保留是软件约定的一个方面，调用调用约定，它是应用程序二进制接口 (ABI) 的子集。
调用约定在遵循时允许函数 F 调用另一个函数 G，只知道 G 的签名——名称、参数及其类型, return 类型。如果 G 改变，函数 F 也不必改变，只要两者都遵循约定。
Call clobbered 并不意味着它必须被破坏，并且在编写自己的代码时，您可以按照自己喜欢的方式使用它（当然，除非您的课程要求遵循 MIPS32 调用约定）。
按照惯例，调用破坏的寄存器可以放心使用：使用它时只需将值放入其中！
如果需要，也可以使用调用保留寄存器，但是应该假定它们已经被某个调用者使用（可能不是直接调用者，而是某个远程调用者），它们包含的值必须在之前恢复退出函数回到 return 给它的调用者。当然，这只有在将寄存器重新用于新用途之前保存原始值才有可能。
两组寄存器（调用clobbered/preserved）服务于两个常见的用例，即便宜的临时存储和长期变量。前者不需要 preserve/restore 的努力，而后者都需要这种努力，尽管它为我们提供了在函数调用后仍然存在的寄存器，这很有用，例如，当循环具有函数调用时。
当我们需要先保留，然后恢复调用保留的寄存器时，堆栈就会发挥作用。如果出于某种原因我们想使用调用保留寄存器，那么我们需要保留它们的原始值以便以后恢复它们。最合理的方法是将它们保存在堆栈中。为此，我们从堆栈中分配一些 space。
为了分配一些本地内存，堆栈指针递减以保留一些函数space。由于堆栈指针在 return 到调用者时必须具有相同的值，因此此 space 必须在 return 时释放。因此堆栈非常适合本地存储。保留寄存器的原始值也必须在 return 时恢复给调用者，因此使用本地存储是合适的。
https://www.dyncall.org/docs/manual/manualse11.html — 搜索“MIPS32”部分。
我们也来区分一下逻辑概念变量和物理概念存储。
在高级语言中，变量被命名并具有作用域（有限的生命周期）。在机器码中，我们有寄存器和内存等物理硬件（存储）资源；这些只是存在：它们没有生命周期的概念。这些硬件资源本身不是变量，而是我们可以用来为它们 lifetime/scope.
保存变量的地方
作为汇编语言程序员，我们在心理上（甚至是书面上）保留了我们的逻辑变量到物理资源的映射。编译器做同样的事情，知道程序变量的 scope/lifetime 并创建变量到机器代码存储的“心理”映射。当然，具有重叠生命周期的变量不能共享相同的硬件资源，但是当变量超出范围时，它的（映射到的）物理资源可以重新用于其他目的。
逻辑变量也可以移动到不同的物理资源。作为参数的逻辑变量可以在 CPU 寄存器中传递，例如$a0，但随后被移入 $s 寄存器或（堆栈）内存位置。这就是机器代码的业务。
要为高级语言（或伪代码）变量分配一些硬件存储空间，我们只需初始化存储空间！硬件资源必然不断地被重新利用以容纳不同的逻辑变量。
另请参阅：
— 用于讨论变量分析。
What's the difference between caller-saved and callee-saved in RISC-V
我已经接触了 MIPS-32，我提出了一个问题，如果一个变量，例如 $t0 声明在一个函数中具有值，是否可以被另一个函数更改，以及这与堆栈有什么关系，这是变量在内存中的位置。我所说的一切都是汇编语言。而且，我想要一些关于这种用法的例子，这是一个函数是否改变，另一个函数的变量值，以及这个变量如何“生存”或不“生存”，如果变量是作为副本或参考。
（我希望我们能创造一个环境，让上面的概念性问题可以被更多地探索）
$t0declared having the value in one function can be altered by another
$t0 被称为调用破坏寄存器。就硬件而言，它与其他寄存器没有什么不同——调用破坏与调用保留是软件约定的一个方面，调用调用约定，它是应用程序二进制接口 (ABI) 的子集。
调用约定在遵循时允许函数 F 调用另一个函数 G，只知道 G 的签名——名称、参数及其类型, return 类型。如果 G 改变，函数 F 也不必改变，只要两者都遵循约定。
Call clobbered 并不意味着它必须被破坏，并且在编写自己的代码时，您可以按照自己喜欢的方式使用它（当然，除非您的课程要求遵循 MIPS32 调用约定）。
按照惯例，调用破坏的寄存器可以放心使用：使用它时只需将值放入其中！
如果需要，也可以使用调用保留寄存器，但是应该假定它们已经被某个调用者使用（可能不是直接调用者，而是某个远程调用者），它们包含的值必须在之前恢复退出函数回到 return 给它的调用者。当然，这只有在将寄存器重新用于新用途之前保存原始值才有可能。
两组寄存器（调用clobbered/preserved）服务于两个常见的用例，即便宜的临时存储和长期变量。前者不需要 preserve/restore 的努力，而后者都需要这种努力，尽管它为我们提供了在函数调用后仍然存在的寄存器，这很有用，例如，当循环具有函数调用时。
当我们需要先保留，然后恢复调用保留的寄存器时，堆栈就会发挥作用。如果出于某种原因我们想使用调用保留寄存器，那么我们需要保留它们的原始值以便以后恢复它们。最合理的方法是将它们保存在堆栈中。为此，我们从堆栈中分配一些 space。
为了分配一些本地内存，堆栈指针递减以保留一些函数space。由于堆栈指针在 return 到调用者时必须具有相同的值，因此此 space 必须在 return 时释放。因此堆栈非常适合本地存储。保留寄存器的原始值也必须在 return 时恢复给调用者，因此使用本地存储是合适的。
https://www.dyncall.org/docs/manual/manualse11.html — 搜索“MIPS32”部分。
我们也来区分一下逻辑概念变量和物理概念存储。
在高级语言中，变量被命名并具有作用域（有限的生命周期）。在机器码中，我们有寄存器和内存等物理硬件（存储）资源；这些只是存在：它们没有生命周期的概念。这些硬件资源本身不是变量，而是我们可以用来为它们 lifetime/scope.
保存变量的地方作为汇编语言程序员，我们在心理上（甚至是书面上）保留了我们的逻辑变量到物理资源的映射。编译器做同样的事情，知道程序变量的 scope/lifetime 并创建变量到机器代码存储的“心理”映射。当然，具有重叠生命周期的变量不能共享相同的硬件资源，但是当变量超出范围时，它的（映射到的）物理资源可以重新用于其他目的。
逻辑变量也可以移动到不同的物理资源。作为参数的逻辑变量可以在 CPU 寄存器中传递，例如$a0，但随后被移入 $s 寄存器或（堆栈）内存位置。这就是机器代码的业务。
要为高级语言（或伪代码）变量分配一些硬件存储空间，我们只需初始化存储空间！硬件资源必然不断地被重新利用以容纳不同的逻辑变量。
另请参阅：
What's the difference between caller-saved and callee-saved in RISC-V