存储和加载 $ra

Question

我目前在用 MIPS 编写递归阶乘汇编代码时遇到问题。我不想更改此代码的格式，因为它是一个项目，但我想了解如何存储或调用 $ra 以便它返回到“分支：”以输出计算的阶乘。

## 
## 

.data
prompt1:    .asciiz "\nPlease enter an integer: \n"
negativePrompt: .asciiz "\nYour input must be greater than or equal to 0 in order to function.\n"
factorialIs:    .asciiz "\nThe factorial of your input number is: \n"

.globl main
.text
main:

    subu $sp, $sp, 32   # push memory for 8 values
    sw $ra, 20($sp)     # save return address
    sw $fp, 16($sp)     # save old frame pointer 
    addiu $fp, $sp, 28  # set up frame pointer

branch:

    li $v0, 4           # load macro for print_str 
    la $a0, prompt1     # pass argument to string
    syscall             # print string prompt1

    li $v0, 5           # load macro for read_int
    syscall             # get N value from user 

    move $a0, $v0               # store N as arg
    blt $a0, 0, negBranch       # if N is negative, handles case    
    jal factorial               # calls factorial function

    li $v0, 4               # macro for print string
    la $a0, factorialIs     # print string
    syscall

    li $v0, 1               # macro for print int
    move $a0, $v0           # print output int in v0
    syscall 

    lw $ra, 20($sp)         # restore return address of caller
    lw $fp, 16($sp)         # restore frame pointer
    addiu $sp, $sp, 32      # pop stack
    jr $ra                  # return to caller 
#exit:
#   "would you like to calculate again?" 
#   li $v0, 10              # load macro to exit
#   syscall                 # execute exit
    
negBranch: 
    li $v0, 4                   # load macro for print_str 
    la $a0, negativePrompt              # pass argument to string
    syscall                     # print string prompt1  
    li $t0, 0                   # initialize input value to 0
    j branch                        # ask user to input new number
    
factorial: 
    subu $sp, $sp, 32       # pushes memory for variables
    sw $ra, 12($sp)         # stores return address of recursion
    sw $fp, 8($sp)          # save frame pointer
    addiu $fp, $sp, 28      # set up frame pointer
    sw $a0, 0($fp)          # stores n in frame pointer

    lw $v0, 0($fp)
    bgtz $v0, zeroBranch        # if N is greater than 0, recurse
    li $v0, 1                   # return 1
    jr end

zeroBranch:
    lw $v1, 0($fp)          # load n value
    subu $v0, $v1, 1        # v0 = n - 1 
    move $a0, $v0           # a0 = v0 = n - 1 
    jal factorial           # recursive function call
    lw $v1, 0($fp)          # load original n value to v1
    mul $v0, $v0, $v1       # v0 = n * fact(n-1)    

end: 
    lw $ra, 12($sp)         # loads return address of main call
## this ^ line does not access the address from "jal factorial"
    lw $fp, 16($sp)         # loads initial n value
    addiu $sp, $sp, 32      # collapses stack frame
    jr $ra                  # return to main then exit

当我输入 factorial(1) 时，它按预期递归运行；然而，当我到达我的“end:”分支时，返回地址并没有返回到我的“branch:”分支，它会输出阶乘输入的结果。

Answer 1

为什么你认为函数应该返回标签

branch:

——这本质上是不正确的，所以你需要重新考虑这一点。函数应该在

jal

.

之后立即返回到指令

---

这段代码有汇编时间错误，所以我不知道你是如何运行它的。

• jr end

  不是一个有效的指令——我想你想要

  j end

  那里。

---

该代码在

$fp

的尾声中弄乱了

factorial

寄存器——旧的

$fp

保存在

8($sp)

但从

16($sp)

恢复，所以它不会回到调用者需要它的地方是。更改还原以使用

8($sp)

.

---

用于在

main

中打印阶乘结果的系统调用序列是：

li $v0, 1               # macro for print int
move $a0, $v0           # print output int in v0

你能看到这两行是如何破坏你想要打印的

$v0

中的值，所以总是打印

1

吗？

但比这更糟糕，因为您还打印了一个提示（系统调用 #4，几行之前），它将 4（打印字符串的系统调用代码）移动到

$v0

中，消除了函数返回值。

所以，要做的是：在

jal

中的

main

指令之后，立即复制返回值

$v0

，在不同的位置——建议

$t0

，因为它会在

syscall

（如果它是一个然后函数调用会建议记忆或

$s0

）。

然后，在用于打印整数的系统调用 #1 处，将

$t0

复制到

$a0

中作为参数。

---

您可以在调试器中使用单步查看所有这些。调试是一项关键技能，任何尝试汇编语言编程的人都应该掌握或尽快掌握它。单步观察每一行，验证每行之间的程序状态（寄存器和内存）。