AAPCS_C函数与汇编函数之间参数及返回值传递方法

C函数与汇编函数之间参数及返回值传递方法

AAPCS(ARM Application Procedure Call Standard)对ARM结构的一些标准做了定义，在这里我们只重点介绍函数调用部分，如图1所示，AAPCS为ARM的R0~R15寄存器做了定义，明确了它们在函数中的职责：

图 1 AAPCS关于ARM寄存器的定义

函数调用时的规则如下：

1. 父函数与子函数间的入口参数依次通过R0~R3这4个寄存器传递。父函数在调用子函数前先将参数存入到R0~R3中，若只有一个参数则使用R0传递，2个则使用R0和R1传递，依次类推，当超过4个参数时，其它参数通过栈传递。当子函数运行时，根据自身参数个数自动从R0~R3或者栈中读取参数。

2. 子函数通过R0寄存器将返回值传递给父函数。子函数返回时，将返回值存入R0，当返回到父函数时，父函数读取R0获得返回值。

3. 发生函数调用时，R0~R3是传递参数的寄存器，即使是父函数没有参数需要传递，子函数也可以任意更改R0~R3寄存器，无需考虑会破坏它们在父函数中保存的数值，返回父函数前无需恢复其值。AAPCS规定，发生函数调用前，由父函数将R0~R3中有用的数据压栈，然后才能调用子函数，以防止父函数R0~R3中的有用数据被子函数破坏。

4. R4~R11为普通的通用寄存器，若子函数需要使用这些寄存器，则需要将这些寄存器先压栈然后再使用，以免破坏了这些寄存器中保存的父函数的数值，子函数返回父函数前需要先出栈恢复其数值，然后再返回父函数。AAPCS规定，发生函数调用时，父函数无需对这些寄

存器进行压栈处理，若子函数需要使用这些寄存器，则由子函数负责压栈，以防止父函数

R4~R11中的数据被破坏。

5. 编译器在编译时就确定了函数间的调用关系，它会使函数间的调用遵守3、4条规定。但编译器无法预知中断函数的调用，被中断的函数无法提前对R0~R3进行压栈处理，因此需要在中断函数里对它所使用的R0~R11压栈。对于中断函数，不遵守第3条规定，遵守第5条规定。

6. R12寄存器在某些版本的编译器下另有它用，用户程序不能使用，因此我们在编写汇编函数时也必须对它进行压栈处理，确保它的数值不能被破坏。

7. R13寄存器是堆栈寄存器（SP），用来保存堆栈的当前指针。

8. R14寄存器是链接寄存器（LR），用来保存函数的返回地址。

9. R15寄存器是程序寄存器（PC），指向程序当前的地址。

上述只介绍了本手册中使用到的情形，具体的情况在编写操作系统代码时会涉及到，其它规则请请读者自行查找资料。

接下来我们再通过几个小例子熟悉一下C函数与汇编函数的调用过程。下面的C函数TestFunc1与汇编函数TestFunc2的功能是一样的。

U8 TestFunc1(void)

{

U8 ucPara1;

U8 ucPara2;

U8 ucPara3;

U8 ucPara4;

U8 ucPara5;

U8 ucPara6;

ucPara1 = 1;

ucPara2 = 2;

ucPara3 = 3;

ucPara4 = 4;

ucPara5 = 5;

ucPara6 = 6;

return ucPara1 + ucPara2 + ucPara3 + ucPara4 + ucPara5 + ucPara6;

}

.func TestFunc2

TestFunc2:

STMDB R13!, {R5 - R6, R10} @R5，R6，R10寄存器压栈

LDR R1, =1

LDR R3, =2

LDR R4, =3

LDR R5, =4

LDR R6, =5

LDR R10, =6

ADD R0, R1, R3

ADD R0, R0, R4

ADD R0, R0, R5

ADD R0, R0, R6

ADD R0, R0, R10

LDMIA R13!, {R5 - R6, R10} @R5，R6，R10寄存器出栈

.endfunc

TestFunc2函数使用了R0、R1、R3、R4、R5、R6、R10共7个寄存器，遵循AAPCS规则，在使用R0、R1和R3之前并没有对它们压栈，但对R5、R6和R10寄存器进行了压栈保存，在函数返回前又出栈还原了这3个寄存器，这样TestFunc2函数返回到它的父函数之后，R5、R6和R10寄存器的数值是没有改变的，而R0、R1和R3则分别被改写为了1、2和3。

下面我们再来看看C函数TestFunc3调用汇编函数TestFunc4完成1+2的运算。

U8 TestFunc3(void)

{

return TestFunc4(1, 2);

}

.func TestFunc4

TestFunc4:

ADD R0, R0, R1

BX R14;

.endfunc

TestFunc3函数在调用TestFunc4函数前已经将参数1和2分别存入R0和R1，并将返回地址存入到R14中，然后才跳转到TestFunc4函数，发生函数调用。这时程序将运行TestFunc4函数，它将R0和R1相加，将结果放入R0，需要通过R0将返回值返回给TestFunc3函数。此时R14中保存的就是返回TestFunc3函数的返回地址，最后TestFunc4函数跳转到R14就返回到了TestFunc3函数，TestFunc3函数从R0就可以取出TestFunc4函数计算的结果了。

下面我们再来看看汇编函数TestFunc5调用C函数TestFunc6完成1+2的运算。

.func TestFunc5

TestFunc5:

MOV R0, #1

MOV R1, #2

SUB R13, R13, #4

STR R14, [R13]

BL TestFunc6

LDR R14, [R13]

ADD R13, R13, #4

BX R14

.endfunc

U8 TestFunc6(U8 ucPara1, U8 ucpara2)

{

return ucPara1 + ucPara2;

}

TestFunc5函数先将参数1和2存入R0和R1寄存器，准备调用TestFunc6函数并传递入口参数，然后将R14寄存器压栈，以防止使用BL指令时存入的R14返回地址破坏R14原有的数据，然后调用TestFunc6函数。在调用TestFunc6函数时BL指令会自动将“LDR R14, [R13]”这条指令的地址存入R14，这样就开始运行TestFunc6函数了。TestFunc6函数会自动从R0和R1寄存器中取出参数，将计算结果存入 …… 此处隐藏：1267字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……