表示mips32中的结构

Question

我正在为一次考试学习Mips32，最近我在探索如何在mips中翻译c结构。总的来说，我对mips和汇编代码相当陌生，但是我已经尝试收集我所有的知识，想出一个解决方案。

假设我有一个简单的C结构：

struct Student
{
    int id;
};

int main()
{
    struct Student student;
    student={111111};
    return 0;
}

我的想法是将所有数据存储在堆栈中，如下所示：

sub $sp,$sp,4
li  $t1,111111
sw  $t1,($sp)

如果我有多个学生，我只需创建一个例程，将参数存储在堆栈中。但是我有一个问题，我如何跟踪所有的学生？也许是用画框指针？

我不知道这是否是在mips中表示结构的适当方式，让我知道是否有更好的解决方案。

Answer 1

但是我有一个问题，我如何跟踪所有的学生？也许是用画框指针？

你不需要一个框架指针来跟踪所有的学生。而且，跟踪他们的问题并不是他们的结构所独有的--你会遇到同样的问题来跟踪许多整数。而且，跟踪许多项目的问题也不仅仅是装配的问题。

您需要的要么是为每个项单独设置一个变量(通常不切实际，尤其是如果项目数是可变的)，要么是数据结构:某种类型的集合，例如数组或链接列表。

C中有一个独立的局部变量，每个变量都需要不同的名称，而在程序集中，每个变量在堆栈帧中都有不同的偏移量/位置。所有变量的堆栈空间都将在一条指令中分配，它们都通过堆栈指针中各自的偏移量引用。

如果您愿意，可以使用框架指针，但是由于使用MIPS，函数的堆栈帧的堆栈空间都在功能序言中的一条指令中分配，所以堆栈指针在函数的主体过程中不会移动--这意味着各个变量保持在堆栈指针的常量偏移位置。

如果下列任何一种方式之一，帧指针可能会有所帮助：

• 机器不能很好地进行堆栈相对偏移，但是帧指针相对偏移很容易，或者，
• 机器需要频繁的推送和弹出来移动堆栈指针，这就改变了访问堆栈帧中相同位置所需的偏移量--无论推送和弹出，帧指针都保持不变。(推送和弹出可用于参数传递，如果CPU寄存器不足，例如在表达式计算期间，则可用于临时存储。)
• 动态分配堆栈空间的函数，例如通过C的alloca。

一般来说，前两个不适用于MIPS，因此函数通常不需要框架指针。

或者，您也可以使用类似数组的数据结构来跟踪许多项。该数组本身需要由一个变量(在C中，名称和集合中的偏移量)引用--但不管要跟踪的项目有多少，至少只有一个变量。然后，您就需要索引来访问各个元素。(索引需要计算元素的地址，并取决于元素的大小，但对于int数组和struct数组的操作则是相同的。)

Answer 2

您的数据可以是本地的、静态的或动态分配的。没有一条规则。请参阅：https://godbolt.org/z/gfDVD8

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>

typedef struct
{
    int x;
    int y[4];
    char name[23];
}MYSTRUCT_t;



MYSTRUCT_t my_global_struct[10];

void my_global_struct_foo(void)
{
    for(size_t pos = 0; pos < 10; pos++)
    {
        my_global_struct[pos].x = rand();
        my_global_struct[pos].y[0] = my_global_struct[pos].x / 2;
        my_global_struct[pos].name[4] = my_global_struct[pos].y[0];
    }
}

void my_static_struct_foo(void)
{
    static MYSTRUCT_t my_static_struct[10];

    for(size_t pos = 0; pos < 10; pos++)
    {
        my_static_struct[pos].x = rand();
        my_static_struct[pos].y[0] = my_static_struct[pos].x / 2;
        my_static_struct[pos].name[4] = my_static_struct[pos].y[0];
    }
}

void my_local_struct_foo(void)
{
    volatile MYSTRUCT_t my_local_struct[10];

    for(size_t pos = 0; pos < 10; pos++)
    {
        my_local_struct[pos].x = rand();
        my_local_struct[pos].y[0] = rand();
        my_local_struct[pos].name[4] = rand();
    }
}

Answer 3

这里的一个好主意是使用.space分配一些空间，然后通过.align n指令对齐它(小心MIPS需要字对齐)，然后在"main:“中加载这个内存区域的地址。

假设您希望为10名学生分配空间：

std_struct: .align 2
           .space 40   # 10students, 1 word=4 bytes each
.text

main:

la $s0, std_struct #now everything should be parsable via $s0 register