Register를 사용하는 이유
- 연산을 위해서 필수적으로 저장공간이 필요하다. 하지만, 메모리는 용량이 크기 때문에 Register라는 것을 사용한다.
Register의 용량을 늘릴 수 없는 이유
- 기본적으로 용량을 늘리려면 물리적인 크기도 늘어나야한다.
Register는 Processor안에 들어가는 장치로 Register가 커지면 Processor도 같이 커져야하기 때문이다. - Register가 커진다면 원하는 데이터가 있는 공간에 접근하는데 시간이 더 걸리기 때문이다.
메모리 속 배열에 접근하는 방법
- Base Address + offset을 통해 접근을 한다.
- 배열의 첫번째 주소 + 첫번째 주소에서 얼만큼 떨어져있는가
Offset 계산 방법
arr[i]에 접근하는 방법
( int배열 arr의 Base Address : $s0, 배열의 index [i] : $s1 ) 이라고 가정
- Offset값 계산
arr배열 속 값들의 Primitive 타입은 Integer - 4Byte이기 때문에
add 연산을 통해 i값을 4배 시켜준다.
add $t0 $s1 $s1
add $t1 $t0 $t0 → $t1에는 4*i의 값이 저장된다.
- Base Address + Offset
add 연산으로 Base Address와 Offset을 더해준다.
add $t2 $s0 $t1 → $t2에는 arr[i]의 주소가 저장된다.
Calling Convention
함수 호출 시에, Caller와 Callee가 데이터 값에 대한 처리를 어떻게 할 지에 대한 규약
MIPS 에는 Caller Save, Callee Save, Hybrid Save가 있다.
Caller와 Callee의 관계 예시
Caller : main 함수
Callee : 새로 정의된 함수 A
→ main함수에서 A함수를 호출하면 두 함수는 Caller와 Callee의 관계
Caller Save
함수 호출 시, back-up needed Register의 백업을 Caller가 처리하는 방법
Caller Save가 효율적인 경우
- Caller에서 s2의 레지스터를 변수를 위한 공간으로 사용한다
- Callee에서 s5의 레지스터를 변수를 위한 공간으로 사용한다
→ 백업 해야 할 레지스터는 s2이다. 하지만 이를 Callee에서 Back-up한다면 s5을 백업해야
스택메모리에 6번 접근해야한다.
하지만 Caller에서 Back-up을 한다면 s2, 세 번의 스택메모리 접근만으로 Back-up을 완료가능하다.
Callee Save
함수 호출 시, back-up needed Register의 백업을 Callee가 처리하는 방법
Callee Save가 효율적인 경우
- Caller에서 s5의 레지스터를 변수를 위한 공간으로 사용한다
- Callee에서 s2의 레지스터를 변수를 위한 공간으로 사용한다
→ 백업 해야 할 레지스터는 s2이다. 하지만 이를 Caller에서 Back-up한다면 s5을 백업해야해서
스택메모리에 6번 접근해야한다.
하지만 Callee에서 Back-up을 한다면 s2, 세 번의 스택메모리 접근만으로 Back-up을 완료할 수 있다.
Hybrid Save
함수 호출 시, Back-up needed Register의 백업을 Caller와 Callee가 나누어서 하는 경우
Hybrid Save를 사용하는 이유
Caller의 입장에서는 어떤 레지스터가 permanent하게 필요하지 않다면 stack에 저장할 필요가 없고
Callee의 입장에서는 어떤 레지스터를 modify하지 않을 것이라면 stack에 저장할 필요가 없다.
→ $t0과 같은 temporary한 레지스터는 임시적인 공간으로 지속적으로 필요할 가능성이 적으므로 Caller가
save를 하고 $s0와 같은 permanent한 레지스터는 Caller에서 Permanent하게 필요할 가능성이
높은데, Callee가 해당 레지스터의 값을 modify한다면 save를 하는 것이 스택 메모리에 덜 접근을 할 수 있어
효율적이다.
