使用内联 RISCV 汇编实现计算斐波那契数列的第 n 个数

题目介绍

本题目要求参与者使用RISC-V汇编语言内联在C程序中，实现计算斐波那契数列第n项的函数。斐波那契数列是一个每一项都是前两项和的序列，通常定义为F(0) = 0, F(1) = 1, 且对于n > 1, 有 F(n) = F(n-1) + F(n-2)。

本题可参考第六章 RISC-V架构内联汇编全部小节内容。

题目要求

• 使用RISC-V汇编语言内联在C函数中。
• 实现计算斐波那契数列第n项的值。
• 编写的汇编代码需要替换C函数中的PLACEHOLDER。

输入

• 命令行参数，一个整数n，表示斐波那契数列的位置。

输出

• 斐波那契数列第n项的值。

示例

• 如果输入是 5，则输出应该是 5，因为斐波那契数列的第5项是5。

代码介绍

1. main.c 文件包含了主函数和 fibonacci 函数的C包装器。

   • main 函数处理命令行参数，并调用 fibonacci 函数打印结果。
   • fibonacci 函数使用内联汇编实现，其中包含了多个PLACEHOLDER，需要用正确的RISC-V汇编指令替换。

2. 内联汇编使用GCC的扩展语法，其中：

   • "li" 指令用于将立即数加载到寄存器。
   • "addi" 指令用于将一个立即数加到寄存器。
   • "add" 指令用于将两个寄存器的值相加。
   • "mv" 指令用于将一个寄存器的值移动到另一个寄存器。
   • "bne" 指令用于比较两个寄存器，如果不相等则跳转到指定标签。
   • "j" 指令用于无条件跳转。

详细提示信息

• 内联汇编替换：

  • 使用RISC-V汇编指令替换PLACEHOLDER，完成斐波那契数列的计算。
  • 对于 n == 0，应返回0，使用 "li %0, 0" 并跳转至结束标签。
  • 对于 n == 1，应返回1，使用 "li %0, 1" 并跳转至结束标签。
  • 在循环中，使用 "add" 更新斐波那契数列的值，并使用 "mv" 或 "addi" 更新寄存器。

• 控制流：

  • 使用 "bne" 指令控制循环，直到 n 减至0。

• 寄存器使用：

  • %0 用于存储结果。
  • %1 用于存储参数n，并在循环中递减。
  • t0, t1, t2 为临时寄存器，用于计算。

• 编译与测试：

  • 使用 gcc 编译器编译程序，并确保RISC-V汇编语法正确。

注意事项

• 确保替换的汇编指令逻辑正确，能够正确计算斐波那契数列的值。
• 注意内联汇编的语法和寄存器使用。
• 确保程序能够正确处理命令行参数。
• 参与者需要根据题目要求，使用RISC-V汇编语言完成斐波那契数列的计算。通过这个练习，可以加深对RISC-V汇编语言和内联汇编使用的理解。