对于ARM体系来说,不同语言撰写的函数之间相互调用(mix calls)遵循的是 ATPCS(ARM-Thumb Procedure Call Standard),ATPCS主要是定义了函数呼叫时参数的传递规则以及如何从函数返回,关于ATPCS的详细内容可以查看ADS1.2 Online Books ——Developer Guide的2.1节。这篇文档要讲的是 汇编代码中对C函数调用时如何进行参数的传递以及如何从C函数正确返回
不同于x86的参数传递规则,ATPCS建议函数的形参不超过4个,如果形参个数少于或等于4,则形参由R0,R1,R2,R3四个寄存器进行传递;若形参个数大于4,大于4的部分必须通过堆栈进行传递。
我们先讨论一下形参个数为4的情况. 实例1: test_asm_args.asm //-------------------------------------------------------------------------------- IMPORT test_c_args ;声明test_c_args函数 AREA TEST_ASM, CODE, READONLY EXPORT test_asm_args test_asm_args STR lr, [sp, #-4]! ;保存当前lr ldr r0,=0x10 ;参数 1 ldr r1,=0x20 ;参数 2 ldr r2,=0x30 ;参数 3 ldr r3,=0x40 ;参数 4 bl test_c_args ;调用C函数 LDR pc, [sp], #4 ;将lr装进pc(返回main函数) END test_c_args.c //-------------------------------------------------------------------------------- void test_c_args(int a,int b,int c,int d) { printk('test_c_args:\\n'); printk('%0x %0x %0x %0x\\n',a,b,c,d); } main.c //-------------------------------------------------------------------------------- int main() { test_asm_args(); for(;;); }
程序从main函数开始执行,main调用了test_asm_args,test_asm_args调用了test_c_args,最后从test_asm_args返回main. 代码分别使用了汇编和C定义了两个函数,test_asm_args 和 test_c_args,test_asm_args调用了test_c_args,其参数的传递方式就是向R0~R3分别写入参数值,之后使用bl语句对test_c_args进行调用。其中值得注意的地方是用红色标记的语句,test_asm_args在调用test_c_args之前必须把当前的lr入栈,调用完test_c_args之后再把刚才保存在栈中的lr写回pc,这样才能返回到main函数中。
如果test_c_args的参数是8个呢?这种情况test_asm_args应该怎样传递参数呢? 实例2: test_asm_args.asm //-------------------------------------------------------------------------------- IMPORT test_c_args ;声明test_c_args函数 AREA TEST_ASM, CODE, READONLY EXPORT test_asm_args test_asm_args STR lr, [sp, #-4]! ;保存当前lr ldr r0,=0x1 ;参数 1 ldr r1,=0x2 ;参数 2 ldr r2,=0x3 ;参数 3 ldr r3,=0x4 ;参数 4 ldr r4,=0x8 str r4,[sp,#-4]! ;参数 8 入栈 ldr r4,=0x7 str r4,[sp,#-4]! ;参数 7 入栈 ldr r4,=0x6 str r4,[sp,#-4]! ;参数 6 入栈 ldr r4,=0x5 str r4,[sp,#-4]! ;参数 5 入栈 bl test_c_args_lots ADD sp, sp, #4 ;清除栈中参数 5,本语句执行完后sp指向 参数6 ADD sp, sp, #4 ;清除栈中参数 6,本语句执行完后sp指向 参数7 ADD sp, sp, #4 ;清除栈中参数 7,本语句执行完后sp指向 参数8 ADD sp, sp, #4 ;清除栈中参数 8,本语句执行完后sp指向 lr LDR pc, [sp],#4 ;将lr装进pc(返回main函数) END test_c_args.c //-------------------------------------------------------------------------------- void test_c_args(int a,int b,int c,int d,int e,int f,int g,int h) { printk('test_c_args_lots:\\n'); printk('%0x %0x %0x %0x %0x %0x %0x %0x\\n', a,b,c,d,e,f,g,h); } main.c //-------------------------------------------------------------------------------- int main() { test_asm_args(); for(;;); }
这部分的代码和实例1的代码大部分是相同的,不同的地方是test_c_args的参数个数和test_asm_args的参数传递方式。 在test_asm_args中,参数1~参数4还是通过R0~R3进行传递,而参数5~参数8则是通过把其压入堆栈的方式进行传递,不过要注意这四个入栈参数的入栈顺序,是以参数8->参数7->参数6->参数5的顺序入栈的。 直到调用test_c_args之前,堆栈内容如下: sp->+----------+ | 参数5 | +----------+ | 参数6 | +----------+ | 参数7 | +----------+ | 参数8 | +----------+ | lr | +----------+ test_c_args执行返回后,则设置sp,对之前入栈的参数进行清除,最后将lr装入pc返回main函数,在执行 LDR pc, [sp],#4 指令之前堆栈内容如下: +----------+ | 参数5 | +----------+ | 参数6 | +----------+ | 参数7 | +----------+ | 参数8 | sp->+----------+ | lr | +----------+
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