RISC V::关於基本暂存器

本文目标

认识暂存器
建立 Callee save 与 Caller save 的观念
了解呼叫惯例

进入正题

下图列举了 RISC-V 处理器中的通用暂存器:

针对上图，笔者针对一些可能会有疑问的点进行补充:

x0 暂存器

x0 暂存器的数值为 0 且无法更动，我们可以利用他做到类似 mov 的作用:
```
add a0 a1, x0  # a0 = a1
```
Return Address

Return Address 存放函式执行结束时返回的位置，假设，有两个函式 a, b :
```
main() -> a()
a() -> b()
```
因为 main() 呼叫了函式 a()，在跳进函式 a() 执行前，main() 会将 ra 暂存器的值放到 Stack 上。
此时，如果函式 a() 又呼叫了函式 b()，在呼叫之前我们会将函式 a() 的 return address 储存到 Stack，避免 ra 暂存器被函式 b() 复写後无法返回到 main() 继续执行。由此可知，ra 由呼叫者维护暂存器的状态，这类特性的暂存器都是 Caller save。
在这边如果不考虑 Stack pointer，Stack 内部看起来会是:
```
   +------------------------------+
   |   Data stored by function b  |
   +------------------------------+
   | Return Address of function a |
   +------------------------------+
   |     Return Address of main   |
 --+------------------------------+--
```
Stack pointer

然而，每个 Process 都会有属於自己的区域变数，这些变数同样会被存放在 Stack 中，Stack pointer 会指向 Stack 中属於此 Process 的位址。
不过，这部分与 ra 会些不同，sp 暂存器被定义为 Callee save，当被呼叫的函式修改 sp 暂存器的内容之前，必须先将内容保存下来，并在函式返回前恢复原本的值。
如果以 main() 呼叫 function a() 来看，流程如下:

  main() 将当前 ra 的值放到 stack -> 进入 function a() -> 将 sp 的值存放到 stack -> 移动 sp 的位址 (Scope of function a) -> 一些运算 -> 返回到 main 之前恢复 sp 的值 -> 跳回 main() -> 恢复 main() 的 ra

Function args: a0-a7 (x10-x17)

a0-a7 共 8 个暂存器可供我们用於存取函式的参数值，当我们呼叫函式时，函式的参数会依序的存放到这些暂存器中。
Return values: a0-a1

a0, a1 暂存器除了会被当作 args 使用，当函式需要有 return value 时，我们可以将 return value 存放至 a0 与 a1 暂存器，供其他函式取得返回值。