MIPS汇编time2string子程序地址越界及寄存器保存问题求助

核心错误分析 #

1. 非法内存访问（地址越界） #

主函数已将mytime的数值（如0x5957）加载到$a1作为参数传入，但你在time2string第一行写了lw $a1, 0($a1)——这会把$a1的值当作内存地址去加载数据，而0x5957不是合法内存地址，直接触发地址越界错误。

2. 数据存储方式错误 #

• 作业要求用sb（存储字节）保存ASCII字符，但你全程用sw（存储字，4字节），会一次性覆盖4个字节的内存，导致内存破坏。
• 地址偏移错误：字符串每个字符占1字节，存储后应执行addi $a0, $a0, 1，而非addi $a0, $a0, 4。

3. 寄存器使用错误 #

• 错误引用$t0：time2string中直接用$t0提取时间字段，但$t0是调用者保存寄存器，主函数已用它加载mytime地址，子程序未保存就修改会破坏主函数上下文；且应使用传入的参数$a1（时间值），而非$t0。
• 移位指令写错：srl $t3, $3, 8中的$3是无效寄存器，正确写法为srl $t3, $t3, 8。

4. 逻辑错误 #

• 冒号处理错误：直接将ASCII冒号（0x3A）加载到$v0后调用hexasc，但hexasc是将低4位转换为ASCII，0x3A的低4位是0xA，会被转成'A'，完全不符合需求——直接用sb存储冒号即可，无需调用hexasc。
• 缺少空终止符：生成的字符串末尾未添加\0（0x00），不符合C风格字符串要求。

修正后的time2string子程序 #

time2string:
    PUSH($ra)        # 保存返回地址，因要调用hexasc
    PUSH($s0)        # 保存被调用者保存寄存器$s0，存储原始输出地址
    PUSH($s1)        # 保存$s1，存储传入的时间值

    move $s0, $a0    # 把原始输出地址存到$s0（被调用者保存寄存器，不会被破坏）
    move $s1, $a1    # 把时间值存到$s1

    # 提取分钟高位（NBCD的第15-12位）
    andi $a0, $s1, 0xF000
    srl $a0, $a0, 12
    jal hexasc
    sb $v0, 0($s0)   # 存储分钟高位ASCII
    addi $s0, $s0, 1

    # 提取分钟低位（NBCD的第11-8位）
    andi $a0, $s1, 0x0F00
    srl $a0, $a0, 8
    jal hexasc
    sb $v0, 0($s0)
    addi $s0, $s0, 1

    # 存储冒号':'
    li $t0, 0x3A
    sb $t0, 0($s0)
    addi $s0, $s0, 1

    # 提取秒高位（NBCD的第7-4位）
    andi $a0, $s1, 0x00F0
    srl $a0, $a0, 4
    jal hexasc
    sb $v0, 0($s0)
    addi $s0, $s0, 1

    # 提取秒低位（NBCD的第3-0位）
    andi $a0, $s1, 0x000F
    jal hexasc
    sb $v0, 0($s0)
    addi $s0, $s0, 1

    # 添加空终止符
    li $t0, 0x00
    sb $t0, 0($s0)

    POP($s1)         # 恢复寄存器
    POP($s0)
    POP($ra)

    jr $ra
    nop

寄存器保存的正确用法（MIPS规范） #

MIPS寄存器分为两类，需严格遵守调用约定：

1. 调用者保存寄存器（$t0-$t9, $a0-$a3, $v0-$v1）：
   • 子程序可直接修改，无需保存；若主函数需保留这些值，由主函数负责保存。
2. 被调用者保存寄存器（$s0-$s7, $ra, $fp）：
   • 子程序若要修改这些寄存器，必须先用PUSH保存到栈中，执行完逻辑后用POP恢复，否则会破坏调用者上下文。

在你的场景中：

• 必须保存$ra：因为time2string要调用hexasc，jal会覆盖$ra的值，所以必须先保存。
• 使用$s0-$s1存储输出地址和时间值：这两个值需要在多次调用hexasc后保持不变，而hexasc可能修改$a0等调用者保存寄存器，用被调用者保存寄存器更安全，且需要保存/恢复。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Hazof