阳江核电站多少人:【嵌入式学习】Arm-elf-gcc编译器函数调用规则

来源：百度文库 编辑：九乡新闻网 时间：2024/04/29 22:09:50

【嵌入式学习】Arm-elf-gcc编译器函数调用规则

嵌入式 2009-05-05 20:00:31 阅读451 评论0   字号：大中小 订阅

今天深入研究了arm-elf-gcc编译器的C函数调用规则。说调用规则无非说的是如下几个问题：

  • 哪些寄存器是默认压栈的，以及它们的压栈顺序是怎样的
  • 函数调用涉及的三种数据：参数是怎样传递给被调用者的；怎样访问局部变量；最后的返回值又是怎样传递给调用者的
  • 所涉及的栈的操作是由调用者还是被调用者负责的

为了观察arm-elf-gcc编译器的调用规则，我设计了一个典型C程序：

int caller()

{

callee(1,2,3,4,5);

}

int callee(int a,int b,int c,int d,int e)

{

int f = 2;

a = f + e;

return a;

}

然后用arm-elf-gcc -S test.c汇编后，得到test.s文件，然后打开查看汇编码：

下面就可以从那三个方面来观察调用规则了：

  • 可以看到，不管是caller还是callee，开始时都要压栈的寄存器是FP,IP,LR及PC,压栈后的栈空间如下图：很明显，FP随后将作为基址寄存器来访问局部变量及参数，而IP对应的位置为进入此函数之前的栈，其内容归属caller，后面再说。还有点要注意，在x86体系中，返回地址CS:IP也是要入栈的(由Call指令负责)，但是在arm体系中不需要，因为BL指令是将返回地址保存到了LR寄存器中的。

  • 现在来看三种数据的空间开辟和访问：在callee中看到，有sub sp,sp,#20语句，它就是为参数和局部变量而在栈中开辟空间的，参数有a,b,c,d,e局部变量有f,根据下面的赋值语句可以知道此时栈变为如下左图状态，比较奇怪的是e哪里去了呢？通过对e的访问语句ldr r2,[fp,#4]可以发现，原来e被保存在了IP位置，这是符合ATPCS的，即前4个参数由R0-R3传递，而第4个之后的参数将由栈来传递，这通过str ro,[fp,#-16]保存a也可以看出。最后由mov r0,r3语句可以看到，32位以下返回值是由r0传递回调用者的，这也是ATPCS的标准。

  • 最后再结合caller的代码可以看出，参数的传递是由caller负责的：在bl callee前,前4个参数要保存在r0-r3中，第4个后的参数要压栈(str r3,[sp, #0])。而保存上下文相关的压栈操作，如FP,IP,LR及PC压栈则是由callee负责的，另外在callee真正执行有用前，还要为参数和局部变量开辟空间和赋值。

最后我在思考的问题是，之前一直说的arm可以用r0-r3传递参数，可以提高调用函数的速度，其实这只是针对调用函数为汇编过程而言，对于上面讨论的C函数来说，反正都是要将参数都压栈再访问，不同的是以前x86是由caller将参数全部先压栈(上右图)，后面callee来访问，而arm是前4个参数由callee自己压栈再访问(上左图)，反正都是要涉及load和store操作，运行速度不会提高。但是在汇编callee中，可以不将r0-r3压栈，而直接访问它们，也就是直接访问参数，这样就提高了速度。

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