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分类: LINUX

2011-02-20 19:35:47

ATPCS

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ATPCS是: Arm Thumb procedure Call Standard的缩写。意思是arm thumb子程序调用规范。

C语言函数与C函数之间进行调用是用同一个C函数调用方式进行的。如果我们要在汇编指令行中调用C函数,那么我们就要知道我们如何给C函数传递参数,哪个寄存器表示什么意思,C中的数据栈是如何使用的,我们如何获得函数的返回值。同样,如果我们用汇编代码写的汇编函数,要让C语言能调用的话,我们的汇编函数也需要按照C语言的函数编译成汇编的形式进行书写。因此,ATPCS就是这样一种规范子程序相互调用的规则。


寄存器的使用规则:

	寄存器使用规则,
				
		在ARM处理器中的每种模式下有16个基本的寄存器,从r0-r15。ATPCS规定了个个寄存器的用途和命名。

		r15, 也叫 pc, 程序计数器。 始终指向下一条即将要执行的指令的地址。(相当于X86平台下面的ip寄存器。)
		r14, 也叫lr, 连接返回寄存器。当我们调用一个函数的时候,我们需要保存当前函数执行的地址,lr就是用于保存当前执行的地址的寄存器,用于执行完调用函数之后返回用。
		r13, 也叫sp, 程序栈指针寄存器。
		r12, 也叫ip, 用于临时存储
		r11, 也叫fp, 程序帧指针,

		r10到r0用于局部变量和参数传递用。	但是,如果在函数中改动了r4到r14的寄存器的值的话,需要进行先保存,后使用,最后函数退出前恢复。

	数据栈使用规则,

		ARM有4种数据栈,分别是:

			递增空栈,
			递增满栈,
			递减空栈,	
			递减满栈,

		ATPCS规定数据栈为递减满栈。

	参数传递规则,

		当参数个数小于等于4个的时候,使用r0到r3这4个寄存器进行参数传递;如果参数个数大于4个,余下的参数就通过sp所指向的数据栈进行参数传递。比如有3个参数的话,那么r0代表函数的第一个参数,r1代表函数的第二个参数,r2代表函数的第三个参数。比如有6个参数的话,那么r0-r3表示前面4个参数,然后余下的两个参数通过在栈上开辟8字节的空间进行参数传递。

	函数的返回值,
		
		函数调用完毕后,如果函数有返回值,函数一般把返回值保存在r0寄存器中,因此一般我们通过bl指令调用一个函数后,就可以通过在汇编里面访问r0得到返回值。


举个例子:

A:通过汇编语言调用C语言的函数:

	比如我要通过汇编语言调用下面的add函数,下面是add函数的代码,

	int add( int a, int b , int c )
	{
		return a + b + c;
	}	

	比如我要用汇编语言作等同于add( 3, 4, 5 );的函数调用,汇编代码如下,

	mov r0, #3
	mov r1, #4
	mov r2, #5
	bl add

B:通过C语言调用用汇编些的函数:

	下面是通过汇编实现的函数,可以通过C进行调用。

	.global add		# 申明此函数符号为全局
add:					# 函数标签名
	add r1, r1, r2	# 把C传过来的第二个参数加上第三个参数结果存入r1中。
	add r0, r0, r1	# 把第一个参数于上面的r1相加结果存在r0中,同时用做返回值。
	mov pc, lr		# 返回调用函数

	我们可以把上面代码保存为一个add.s, 然后通过arm-linux-gcc -c add.s -o add.o 生成目标代码。然后在如下的C程序中调用,


	int main( )
	{
		int result = add( 12, 34, 34 );
		printf("result = %d\n", result );
		return 0;
	}
		
	假如此C程序命名为main.c,那么联合上面的add.o编译为: gcc main.c add.o -o main。

	执行./main, 输出80


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