修正 MIPS 教程中示例的错误

Author: Lord-Turmoil

docs/tutorials/08-target-code-generation.md

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 # 目标代码生成
 
-中间代码生成后，我们就来到了编译器设计的最后阶段了。目标代码生成通常以编译器此前生成的**中间代码**、**符号表**及其他相关信息作为输入，输出与源程序**语义等价**的目标程序代码。 代码生成模块需要面向某一个特定的目标体系结构生成目标代码，这种目标体系结构可以是 X86、MIPS、ARM 等，而且由于我们采用三端设计，因此我们可以把目标代码生成理解成是**对中间代码的翻译**。对于不同体系结构，中间代码翻译成目标代码的处理方式也不同。下面我们给出一个中间代码为四元式，目标代码为MIPS指令结构的指导方案。
+中间代码生成后，我们就来到了编译器设计的最后阶段了。目标代码生成通常以编译器此前生成的**中间代码**、**符号表**及其他相关信息作为输入，输出与源程序**语义等价**的目标程序代码。 代码生成模块需要面向某一个特定的目标体系结构生成目标代码，这种目标体系结构可以是 X86、MIPS、ARM 等，而且由于我们采用三端设计，因此我们可以把目标代码生成理解成是**对中间代码的翻译**。对于不同体系结构，中间代码翻译成目标代码的处理方式也不同。下面我们给出一个中间代码为四元式，目标代码为 MIPS 指令结构的指导方案。
 
 ## 一、MIPS 快速回顾
 
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 - `$zero`：始终为 0，可以用来减少常数 0 的使用。
 - `$at`（assembly temporary)：汇编器保留寄存器，由汇编器在特定场景（通常是加载大常数）自动生成。
-- `$v0 - $v1`：作为函数返回值，一般返回值只使用 `$v0`，当返回值超过 32 位时会同时使用 `$v1`。
+- `$v0 - $v1`：作为函数返回值，一般返回值只使用 `$v0`，当返回值超过 32 位时需要同时使用 `$v1`。
 - `$a0 - $a3`：函数调用参数，前 4 个参数通常保存在这几寄存器中，更多的参数则是压栈处理。
 - `$t0 - $t7, $t8 - $t9`：临时寄存器，用于基本块内的变量，发生函数调用时不必保存。
 - `$s0 - $s7`（saved）：全局寄存器，这些寄存器用于跨基本块的变量，往往需要在发生函数调用时进行保存。
@@ -64,6 +64,8 @@ int main() {
 ```
 
 > MIPS `.data` 段的数据是依次存储的，因此细心的你可能会觉得这里有潜在的字节不对齐的问题。但是不用担心，在 `.data` 段汇编器是会自动完成字节对齐的操作的，不过之后在 `.text` 段使用 1 字节存储 `char` 类型变量时就需要注意变量的分配的位置了。
+>
+> 同时，由于 `printf` 中的格式化字符串并没有具体对应变量，因此需要单独为它们分配全局变量名称。
 
 通过生成全局数据段，我们可以在程序运行之前为所有的全局变量分配内存空间，并在必要时将它们初始化为指定的值。这样，在程序的执行过程中，全局变量的值就可以被保存在内存中，并随时被读取和修改。
 
@@ -75,13 +77,15 @@ int main() {
 
 当我们调用函数时，都需要为其在栈上分配一段内存，称为栈帧。其中包含了函数中定义的局部变量，溢出的变量，保存的寄存器以及传出的参数。在 MIPS 中，栈帧的基本结构如下。
 
-![stack-frame](imgs/chapter07-3/stack-frame.png)
+![stack-frame](imgs/chapter07-3/stack-frame.svg)
 
 > 尽管 MIPS 中使用 `$fp` 和 `$sp` 共同维护栈帧，但实际上只使用 `$sp` 也是足够的。关于栈帧更详细的内容可以参考 [MIPS Calling Convention](https://courses.cs.washington.edu/courses/cse410/09sp/examples/MIPSCallingConventionsSummary.pdf)。
 
 在栈帧管理中，比较关键的是参数的处理。不同函数间彼此不可见，因此为了使得被调用的函数能够正确获取参数，调用者需要将参数保存在紧挨着被调用者栈帧的位置，即当前的栈顶。这里需要注意，尽管我们可以将前 4 个参数通过 `$a0 - $a3` 传递，我们仍需要在栈中为其预留位置（不用保存值）。
 
-我们的实验中，存在 `int` 和 `char` 两种类型，其中 `int` 占 4 字节，而 `char` 只占 1 字节。因此这里就涉及到了字节对齐的问题。MIPS 要求了 `lw/sw` 指令的地址必须四字节对齐，因此在为 `int` 分配空间时有可能需要添加 padding 来保证 4 字节对齐。此外，在 MIPS 中还要求栈帧 8 字节对齐，因此必要时可以在 local variable 之后添加 4 字节的 padding。
+> 这样的参数传递是 C 语言的调用规范，由于大家实验中的代码不涉及与 C 语言标准库的链接，因此自行设计参数传递方式也是可以的。
+
+我们的实验中，存在 `int` 和 `char` 两种类型，其中 `int` 占 4 字节，而 `char` 只占 1 字节。因此这里就涉及到了字节对齐的问题。MIPS 要求了 `lw/sw` 指令的地址必须四字节对齐，因此在为 `int` 分配空间时有可能需要添加 padding 来保证 4 字节对齐。此外，规范的 MIPS 还要求栈帧 8 字节对齐，因此必要时可以在 local variable 之后添加 4 字节的 padding，不过在实验中可以不用处理栈帧的字节对齐问题。
 
 ### （2）寄存器分配
 
@@ -158,11 +162,11 @@ sw $t3, ($t1)
 - 函数序言：申请所需的栈空间，即更新 `$sp`（和 `$fp`） 寄存器，保存使用到的全局寄存器（如果需要），以及自己的 `$ra` 寄存器。
 - 函数尾声：释放栈空间，恢复全局寄存器（如果需要）以及 `$ra` 寄存器。
 
-> 由于任意全局寄存器都可能被调用者使用，因此为了不破坏调用现场，被调用者需要保存其使用到的全局寄存器，并在结束时进行恢复。
+> 由于任意全局寄存器都可能被调用者使用，因此为了不破坏调用现场，被调用者需要保存其使用到的全局寄存器，并在结束时恢复其原本的值。
 
 对于函数调用者，主要有以下几个步骤。
 
-1. 参数传递。在调用函数前，调用者需要将函数参数压入栈中。对于 MIPS，可以将前四个参数通过 `$a0 - $a3` 四个寄存器传递，但仍需要为其在栈中预留位置。参数的位置通常由参数编号和当前的 `$sp` 决定，从而被调用者可以在不知道调用者栈帧的情况下获取参数。
+1. 参数传递。在调用函数前，调用者需要将函数参数压入栈中。对于 MIPS，可以将前四个参数通过 `$a0 - $a3` 四个寄存器传递，但仍需要为其在栈中预留位置。参数的位置由参数编号和当前的 `$sp` 决定，从而被调用者可以在不知道调用者栈帧的情况下获取参数。
 2. 保存现场（可选），也可以将这一任务交给被调用者的函数序言。
 3. 函数跳转。通过 `jal` 或 `jalr` 指令跳转到被调用的函数，函数返回值被保存在 `$v0` 寄存器中。
 4. 恢复现场（可选），也可以将这一任务交给被调用者的函数尾声。
@@ -195,7 +199,10 @@ f:
     
     sw   $a0, 8($sp)   # 如需要，保存参数至预留的栈空间
     
-    lw   $t0, 8($sp)   # 返回值
+    lw   $t0, 8($sp)   # b = a
+    sw   $t0, 4($sp)
+    
+    lw   $t0, 4($sp)   # 准备返回值
     move $v0, $t0
     
     lw   $ra, 0($sp)   # 恢复自己的 $ra
@@ -212,7 +219,7 @@ main:
     jal  f             # 调用函数
     move $t0, $v0      # 获取返回值（此处未使用该返回值）
     
-    lw   $ra, 4($sp)   # 恢复自己的 $ra    
+    lw   $ra, 4($sp)   # 恢复自己的 $ra  
     addu $sp, $sp, 8   # 恢复栈帧
     
     li $v0, 10         # 10 号系统调用，结束程序