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ATPCS规则

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为了使单独编译的C语言程序和汇编程序之间能够相互调用必须为子程序之间的调用规定一定的规则ATPCS就是ARM程序和THUMB程序中子程序调用的基本规则。

 

基本ATPCS规定了在子程序调用时的一些基本规则,包括下面3方面的内容:

1.各寄存器的使用规则及其相应的名称。

2.数据栈的使用规则。

3.参数传递的规则。

1、寄存器的使用必须满足下面的规则:

 

1)子程序间通过寄存器R0R3来传递参数,这时,寄存器R0R3可以记作A1-A4。被调用的子程序在返回前无需恢复寄存器R0R3的内容。

2)在子程序中,使用寄存器R4R11来保存局部变量这时,寄存器 R4 R11可以记作V1 V8。如果在子程序中使用到了寄存器V1V8中的某些寄存器,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;对于子程序中没有用到的寄存器则不必进行这些操作。在Thumb程序中,通常只能使用寄存器R4R7来保存局部变量。

3)寄存器R12用作过程调用时的临时寄存器(用于保存SP,在函数返回时使用该寄存器出栈)记作ip。在子程序间的连接代码段中常有这种使用规则。

4)寄存器R13用作数据栈指针,记作sp。在子程序中寄存器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。

5)寄存器R14称为连接寄存器,记作lr。它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。

6)寄存器R15是程序计数器,记作pc。它不能用作其他用途。


ATPCSARM寄存器的命名:

R0

a1

工作寄存器

R1

a2

工作寄存器

R2

a3

工作寄存器

R3

a4

工作寄存器

R4

v1

必须保护;局部变量寄存器

R5

v2

必须保护;局部变量寄存器

R6

v3

必须保护;局部变量寄存器

R7

v4

必须保护;局部变量寄存器

R8

v5

必须保护;局部变量寄存器

R9

v6

必须保护;局部变量寄存器

R10

sl

栈限制

R11

fp

帧指针

R12

ip

指令指针

R13

sp

栈指针

R14

lr

连接寄存器

 1、堆栈使用规则:

ATPCS规定堆栈为FD类型,即满递减堆栈。并且堆栈的操作是8字节对齐。

而对于汇编程序来说如果目标文件中包含了外部调用,则必须满足以下条件

1)外部接口的数据栈一定是8位对齐的,也就是要保证在进入该汇编代码后直到该汇编程序调用外部代码之间数据栈的栈指针变化为偶数个字

2)在汇编程序中使用PRESERVE8伪操作告诉连接器本汇编程序是8字节对齐的

 

3参数的传递规则:


根据参数个数是否固定可以将子程序分为参数个数固定的子程序和参数个数可变的子程序这两种子程序的参数传递规则是不同的


1.参数个数可变的子程序参数传递规则
对于参数个数可变的子程序,当参数不超过4个时可以使用寄存器R0~R3来进行参数传递,当参数超过4个时还可以使用数据栈来传递参数

在参数传递时将所有参数看做是存放在连续的内存单元中的字数据。然后依次将各名字数据传送到寄存器R0,R1,R2,R3如果参数多于4,将剩余的字数据传送到数据栈中入栈的顺序与参数顺序相反即最后一个字数据先入栈

按照上面的规则一个浮点数参数可以通过寄存器传递也可以通过数据栈传递也可能一半通过寄存器传递,另一半通过数据栈传递


2.参数个数固定的子程序参数传递规则
对于参数个数固定的子程序参数传递与参数个数可变的子程序参数传递规则不同如果系统包含浮点运算的硬件部件。

浮点参数将按照下面的规则传递

1)各个浮点参数按顺序处理

2)为每个浮点参数分配FP寄存器

分配的方法是满足该浮点参数需要的且编号最小的一组连续的FP寄存器第一个整数参数通过寄存器R0~R3来传递,其他参数通过数据栈传递


3、子程序结果返回规则
     1.结果为一个32位的整数时可以通过寄存器R0返回
     2.结果为一个64位整数时可以通过R0R1返回,依此类推
     3.结果为一个浮点数时可以通过浮点运算部件的寄存器f0d0或者s0来返回
     4.结果为一个复合的浮点数时可以通过寄存器f0-fN或者d0~dN来返回
     5.对于位数更多的结果需要通过调用内存来传递


  1. 非常强悍!!!!