MIPS架构中栈指针$sp与帧指针$fp地址相同是否合法？

根据《Computer Organization and Design MIPS 5th ed》第103页内容，我原本认为帧指针$fp应指向栈的第一个字。但MIPS GCC 12.2.0为如下C代码生成的汇编中，$fp与$sp地址完全相同：

int func(int g) {
    int f = 9;
    return g+f;
}

生成的汇编代码：

func:
        addiu   $sp,$sp,-24
        sw      $fp,20($sp)
        move    $fp,$sp
        sw      $4,24($fp)
        li      $2,9                        # 0x9
        sw      $2,8($fp)
        lw      $3,24($fp)
        lw      $2,8($fp)
        nop
        addu    $2,$3,$2
        move    $sp,$fp
        lw      $fp,20($sp)
        addiu   $sp,$sp,24
        jr      $31
        nop

我疑惑这种$fp与$sp地址相同的情况是否合法？我原本认为$fp应指向栈的第一个字，比如这样编写汇编：

func:
        addiu   $sp,$sp,-24
        sw      $fp,20($sp)
        addiu   $fp,$sp,20          #let $fp point to the first word on the stack

想请教$fp指向栈的位置是否有明确规则，还是完全由开发者/编译器自行决定？

解答 #

这种$fp与$sp地址相同的情况完全合法。

MIPS的*应用二进制接口（ABI）*并没有强制规定$fp必须固定指向栈的某个特定位置，其核心要求是：通过$fp能够正确寻址栈帧内的局部变量、保存的寄存器以及函数参数。只要满足这个前提，编译器或手写汇编的开发者可以灵活选择$fp的指向。

你在教材里看到的“$fp指向栈的第一个字”是一种常见的教学范式——通常是让$fp指向旧$fp的存储位置（栈帧的“底部”），这样访问局部变量用正偏移、访问函数参数用负偏移，逻辑清晰，便于初学者理解栈帧结构。但编译器会根据函数的实际情况做优化，比如你提供的这个简单函数，局部变量数量少，直接让$fp等于$sp，同样可以通过偏移量正确访问栈内数据，还能简化栈帧的维护操作。

你自己手写的汇编写法也是合法的，本质上只是对$fp指向的选择不同，只要能正确完成栈帧内的寻址，就符合要求。

总结来说：$fp的指向没有绝对固定的规则，只要符合MIPS ABI中“正确寻址栈帧元素”的核心要求，具体指向完全由开发者或编译器自行决定，不同实现都是合法的。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者African_king