为什么MIPS中的堆栈指针通常从0x7FFFFFFC开始，而不是从0x80000000开始？

Question

根据 Patterson & Hennessy 的 计算机组织和设计（MIPS 版），

1. 堆栈指针

   $sp

   通常初始化为

   0x7FFFFFFC

   。
   

2. 堆栈指针

   $sp

   始终指向最近分配的地址。
   

所以，如果我想在堆栈指针中压入 1 个单词，比如

0xCAFEBABE

，我会

1. 将堆栈指针减去4（因为堆栈指针指向分配的地址，所以我将为新数据分配更多）。
2. 将

   0xCAFEBABE

   存储到堆栈指针指向的地址。

现在，

0x7FFFFFF8

、

0x7FFFFFF9

、

0x7FFFFFFA

、

0x7FFFFFFB

处的字节将是

0xCA

、

0xFE

、

0xBA

、

0xBE

（顺序取决于字节顺序）。但是

0x7FFFFFFC

、

0x7FFFFFFD

、

0x7FFFFFFE

、

0x7FFFFFFF

处的字节永远不会被使用！

我认为这浪费了记忆中的1个单词。如果

$sp

的初始值为

0x80000000

，那 1 个单词就不会被浪费。

Answer 1

https://www.dyncall.org/docs/manual/manualse11.html：

MIPS指令集存在多个版本，即MIPS I、MIPS II、MIPS III、MIPS IV、MIPS32和MIPS64。如今，MIPS32 和 MIPS64 分别是用于 32 位和 64 位指令集的主要指令集。 鉴于 MIPS 处理器通常用于嵌入式设备，MIPS 系列存在多种附加扩展，例如：

不幸的是，实际上并不存在“MIPS 调用约定”这样的东西。许多不同的环境使用许多可能的约定，例如 O32[38]、O64[39]、N32[40]、N64[40]、EABI[41] 和 NUBI[42]。

https://courses.cs.washington.edu/courses/cse410/09sp/examples/MIPSCallingConventionsSummary.pdf：

堆栈指针的值必须始终是 8 的倍数。

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• 您从书中引用的材料比所有人都遵循的要求更具信息性。我敢说操作系统可以自由使用 0x8000000（或 0x7ffffff0，比 0x7fffffc 更对齐的地址）。让我们注意，0x7fffffc 仅是字对齐，而不是双字对齐，但双浮点加载和存储需要双字对齐，因此从字面上遵循此文本是有问题的，这导致了它是暗示性的而不是规范的论点。

• 书籍中对调用约定的描述是原始 MIPS 的，或者已经过时了，这取决于如何看待它。虽然该书已重印，最新版本为2020年第6版，但文字内容保持不变。我们还可以在 RISC-V 版本中看到相同的文本（使用完全相同的措辞，即 MIPS 和 0x7fffffc 等）。在 RISC-V 书中，0x7FFFFFFC 和 MIPS 的使用显然暗示了 RISC-V 的一种方法，而不是这种较新的后续处理器的规则。

• 另一个答案涉及两种流行的 MIPS 模拟器的工作方式：https://stackoverflow.com/a/64654885/471129

• 这种堆栈使用模型称为完全降序。启动引用实际自由字（或双字）的堆栈指针允许替代堆栈使用模型，称为空降序。

• 每个进程浪费一个字（或双字）是无害的。