Recursion RISC-V递归阶乘函数调试

我试图在RISCV中创建递归阶乘函数，但遇到了一些问题

以下是我们到目前为止的情况：

.globl factorial

.data
n: .word 8

.text
main:
    la t0, n
    lw a0, 0(t0)
    jal ra, factorial

    addi a1, a0, 0
    addi a0, x0, 1
    ecall # Print Result

    addi a1, x0, '\n'
    addi a0, x0, 11
    ecall # Print newline

    addi a0, x0, 10
    ecall # Exit
factorial: 
        la t1, n
        beq x0, t1, finish
        addi t0, t1, -1
        mul a0, t0, a0
        j factorial
finish:
        ret
        ecall 

---

我们尝试添加和更改要使用的寄存器，但仍然无法将正确的值加载到正确的寄存器中。我们还被困在如何递归地完成这项工作上。我希望能得到一些帮助

您的

main

代码看起来不错。我看到的所有问题都在阶乘函数中。首先，阶乘函数有四个明显的问题：

factorial: 
        # This loads the address of n not the value at label n
        # You need to additionally lw t1, 0(t1) to get the value
        la t1, n 
        # t1 is never getting modified so why would this loop ever terminate?
        beq x0, t1, finish
        # You should do these two operations in the opposite order
        # if t1 = 1, a0 would become 0
        addi t0, t1, -1
        mul a0, t0, a0
        j factorial
    finish:
        ret
        # Why ecall here? You have already returned. This is unreachable.
        ecall 

然而，你不能仅仅修复这些问题，并期望它能够工作。您当前的实现缺少如何实际计算阶乘的计划。我假设您试图实现如下所示：

int factorial_recursive(int n) {
    if (n == 0) {
        return 1;
    }
    int recursive = factorial_recursive(n-1);
    return n * recursive;
}

C代码的直接翻译需要使用堆栈来保存n和返回地址，并正确地遵循调用约定。虽然我不准备写一个完整的解释，但是，我将解释如何转换factorial的循环版本，以使您从正确的方向开始

我将实现的C代码是RISC-V汇编：

int factorial_loop(int n) {
    int out = 1;
    while (n > 0) {
        out *= n;
        n -= 1;
    }
    return out;
}

对于此代码，

n

将从

a0

开始，但最终需要将其移出，以便我们可以返回

out

，因此我们将分配寄存器，使函数如下所示：

int factorial_loop(int a0) {
    int a1 = 1;
    while (a0 > 0) {
        a1 *= a0;
        a0 -= 1;
    }
    a0 = a1;
    return a0;
}

从这里可以很容易地进行直接转换

factorial_loop:
    li a1, 1          # int a1 = 1;
loop:
    beq a0, x0, finish # while (a0 > 0) {
    mul a1, a1, a0    # a1 *= a0;
    addi a0, a0, -1   # a0 -= 1;
    j loop            # }
finish:
    mv a0, a1         # a0 = a1;
    ret               # return a0;

---

如果要使用循环，可以通过将条件放在底部，将指令保存在循环体中<代码>bne a0，x0，循环而不是

j循环

。（要得到0！=1而不是0，您需要一个

beq

跳过循环，但是顶部的beq可以在循环之外，而不是运行每个迭代）。这是一个很好的链接，可以解释为什么不像我那样编写循环。我用一个跳转来编写它，使其与提供的代码最为相似（并逐行匹配C）。我应该包括一个关于while-vs-if-do-while循环格式的注释，但是我认为这个注释现在可以达到这个目的。