ARM嵌入式系统：子程序调用规则

2023-11-19 理论教育版权反馈

【摘要】：ATPCS规定了一些子程序间调用的基本规则,这些规则包括子程序调用过程中寄存器的使用规则,数据栈的使用规则,参数的传递规则。下面详细介绍子程序间调用的基本规则。寄存器SP在进入子程序时的值和退出子程序时的值必须相等。

在C程序和ARM汇编程序之间相互调用时必须遵守ATPCS(ARM-Thumb Procedure Call Standard)规则。ATPCS规定了一些子程序间调用的基本规则,这些规则包括子程序调用过程中寄存器的使用规则,数据栈的使用规则,参数的传递规则。有了这些规则之后,单独编译的C语言程序就可以和汇编程序相互调用。2007年ARM公司正式推出了AAPCS(ARM Archtecture Procedure Call Standard)标准,AAPCS是ATPCS的改进版,目前AAPCS和ATPCS都是可用的标准。下面详细介绍子程序间调用的基本规则。

1.寄存器的使用规则

寄存器的使用遵守以下规则:

●子程序间通过寄存器R0～R3来传递参数。这时,寄存器R0～R3可记作a0～a3(Argument/scratch register)。被调用的子程序在返回前无需恢复寄存器R0～R3的内容。R0～R3也可以在子程序中保存局部变量。

●在子程序中,使用寄存器R4～R11来保存局部变量。这时,R4～R11可以记作v1～v8(Variable-register)。如果在子程序中使用了这些寄存器,则子程序进入时必须保存这些寄存器的值,在返回前必须恢复这些寄存器的值。在Thumb程序中,通常只能使用R4～R7来保存局部变量。

●寄存器R12(IP)用作内部过程调用中间临时寄存器,在子程序之间的连接代码段中常常有这种使用规则。

●寄存器R13(SP)用作堆栈指针,在子程序中R13不能用作其他用途。寄存器SP在进入子程序时的值和退出子程序时的值必须相等。

●链接寄存器R14(LR)用于保存子程序的返回地址。如果在子程序中保存了返回地址,寄存器R14则可以用作其他用途。

●寄存器R15(PC)是程序计数器,不能用作其他用途。

2.堆栈使用规则

堆栈的使用遵守以下规则:

●AAPCS(ATPCS)规定堆栈为FD(full-descending)类型,即满递减堆栈,并且对堆栈的操作是8字节对齐。

●对于汇编程序来说,如果目标文件中包含了外部调用,则必须满足下列条件:外部接口的堆栈必须是8字节对齐的。在汇编程序中使用PRESERVE8伪指令告诉连接器,本汇编程序数据是8字节对齐的。(www.chuimin.cn)