ATPCS简介

周一又上班了，按照进度今天应该上电做蜂鸣器的实验，不过出了点小问题，电源丢了，还要买电源，那今天就看看C语言与汇编语言相互调用的文档吧。
在开发板给的光盘上有一个文档ATPCS.pdf说的应该就是这方面内容，还是先看看中文的吧，原来（\）是续行符号呀，今天第一次听说。
在C、C++程序中使用内嵌的汇编指令的注意事项：
1 在汇编指令中（，）用作分隔符。因此如果指令中的C表达式中包含有逗号，则该表达式应该包含在括号内。
2 在指令中谨慎的使用物理寄存器，特别是需要调用函数或程序段的时候。
3 不要使用物理寄存器去引用一个C变量
4 对于在内嵌汇编语言程序中使用到的寄存器，便一起在编译时会自动保存和恢复这些寄存器，用户不用保存和恢复这些寄存器。
我验证一下：
第一个：略
第二个：结果如图所示：

按照原来的设想应该是sum=500+500/5=600；在实际编译中将100给了R0然后相加结果变成了200，这是因为保存500/5的结果的是R0，破坏了R0原有的数据。

 程序改为如图所示：设想的结果出来了，程序先把500放到R1里边去了，这样就不会被500/5的结果打扰。

第三个：很好理解，略
第四个：很好理解，略
从汇编程序中访问C程序变量（有这个必要吗？）
在C程序中声明的全局变量可以被汇编程序通过地址间接访问。1：先用IMPORT声明要用这个全局变量。2：用伪指令读入这个全局变量的地址。3：用相应的指令读取存储全局变量的值

前面所说的ATPCS.pdf我大略的找一下也为以后看着方便
关于ATPCS
什么是ATPCS，什么是PCS?
ATPCS即arm-thumb procedure call standard，PCS即procedure call standard.
PCS规定了应用程序的函数可以如何分开地写，分开地编译，最后将它们连接在一起，所以它实际上定义了一套有关过程（函数）调用者与被调用者之间的协议。PCS规范强制实现如下约定：调用函数如何传参（即压栈方法，以何种方式存放参数），被调用函数如何获取参数，以何种方式传递函数返回值。PCS规范的制订是一系列指标的“tradeoff”（因为很大程度上涉及系统的一些性能），如会涉及生成代码的大小，调试功能的支持，函数调用上下文处理速度以及内存消耗。当然，通过编译器的支持可以让生成的代码有不同的特性，如gcc编译选项可以支持或不支持framepointer来支持深入调试功能或提高程序运行性能。

PCS是体系结构密切相关的，直接涉及编译器如何使用处理器提供的应用寄存器，如编译器使用什么寄存器作为栈指针，利用哪些寄存器作直接传参等。值得注意的是，没有谁规定说ATPCS是必须这样而不是那样的，它是应用相关的，任何一个操作系统和应用可以处于它自身的考虑定义自己的PCS，当然，如果那样，也必须有自己的编译器，而实际上，在一个处理器设计时，都会有某种假设，所以PCS某种程度上应该是一样的。

ATPCS是基于arm指令集和thumb指令集过程调用的规范。

寄存器的使用规则：
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R0 R3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R0-R3的内容。
2. 在子程序中，使用寄存器R4 R11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V1-V8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R4-R7来保存局部变量。
3. 寄存器R12用作子程序间scratch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。

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    ADS编译链接环境定义了统一的函数过程调用标准ATPCS（ARM-Thumb Procedure Call Standard）。

1、概述：

    ATPCS定义{R0–R3}为参数传递和结果返回寄存器；
    若参数超过4个字型（32bit），则使用堆栈进行传递；
    ———内部寄存器的存取速度要远远大于存储器，一般应尽量使参数传递通过寄存器事项，即应尽量控制函数的参数在4个字型以下，使得函数调用尽量快、小、易于优化。
    ———深入理解ATPCS有助于透彻理解C与汇编混合调用时参出传递；

2、ATPCS中定义的寄存器：

    The first four registers r0-r3 are used to pass parameter values into a routine and result values out of a routine, and to hold intermediate values within a routine (but, in general, only between subroutine calls). In ARM-state, register r12—also called IP—can also be used to hold intermediate values between subroutine calls.

    Typically, the registers from r4 to r11 are used to hold the values of a routine’s local variables. They are also labeled v1-v8.

    In all variants of the procedure call standard, registers r12-r15 have special roles. In these roles they are labeled IP, SP, LR and PC (or ip, sp, lr, and pc).

3、子程序调用：

    子程序调用通过可实现如下功能的指令实现：
    LR <-- return address
    PC <-- destination address
    ...
    return address:
    ...
    这在ARM一般可通过一条BL指令达到。ATPCS规定子程序调用前后内核寄存器状态：

    ———因此，利用ADS编译环境（遵循ATPCS标准）编译后的子程序汇编代码一般不会对r4~r11操作，这也是如下两条语句普见于汇编代码中的原因（子程序中仅对r0~r3、r12等进行操作，故也只对这些个寄存器入栈出栈保护）：
      STMFD   SP!, {R0-R3, R12, LR}
      …… ……
      LDMFD   SP!, {R0-R3, R12, PC}^
     
4、参数传递：
    头4个参数依次存于R0...R3，大于4个的后续字型参数通过栈传送，见ATPCS中的陈述：

5、返回值：
     一个子程序调用可能没有返回值（void型），也可能有1-4个字型（32bits）值返回（这里仅讨论返回值小于等于四的情况），这些返回值也装载在r0-r3中：