KG—ARM-Thumb子程序调用规则—ATPCS

为了使C语言程序和汇编程序之间能够互相调用，必须为子程序间的调用制定规则~~

然后呢，在ARM处理器中，这个规则被称为ATPCS：ARM程序和Thumb程序中子程序调用的规则（如果用过51单片机汇编和C的混合编程，那这个就So Easy了~~）。

这里只是说说基本的ATPCS规则包括寄存器使用规则、数据栈使用规则、参数传递规则。

1、寄存器使用规则：

ARM处理器中有r0-r15共16个寄存器，它们的用途是有一些约定的习惯的！

并依据这些用途定义了别名。

如图：

寄存器的使用情况如下：

1）子程序间通过寄存器r0-r3来传递参数，这时可以使用它们的别名a0-a3，被调用的子程序返回前无需回复r0-r3的内容。

2）在子程序中，使用r4-r11来保存局部变量，这时可以使用它们的别名v1-v8，如果在子程序中使用了它们的某些寄存器，子程序进入时要保存这些寄存器的值，返回时再次恢复它们；

对于子程序中没有使用到的寄存器，则不必进行这些操作，在Thumb指令中，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，别名为ip。

4）寄存器r13用作数据栈指针，别名为sp，在子程序中寄存器r13不能用作它用，它的值在进入、退出子程序时必须相等。

5）寄存器r14称为连接寄存器，别名为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（比如将lr值保存到数据栈中），r14可用作它用。

6）寄存器r15是程序计数器，别名pc，没有别的用途~~

2、数据栈使用规则

数据栈有两个增长方向；向内存地址减小的方向增长时，称为DESCENDING栈；

向内存地址增加的方向增长时，称为ASCENDING栈。

 

所谓数据栈的增长就是移动栈指针。当栈指针指向栈顶元素（最后一个入栈的数据）时，称为FULL栈；

当栈指针指向栈顶元素相邻的一个空的数据单元时，称为EMPTY栈。

 

综合这两个特点，数据栈可以分为以下4种：

1）FD: Full Descending,满递减。

2）ED：Empty Descending,空递减。

3）FA：Full Ascending,满递增。

4）EA：Empty Ascending,满递增。

 

ATPCS规定数据栈为FD类型，并且对数据栈的操作是8字节对齐的。使用stmdb/ldmia批量内存访问指令来操作FD数据栈。

使用stmdb命令往数据栈中保存内容时，先递减sp指针，再保存数据，

使用ldmia命令从数据栈中恢复命令时，先获得数据，再递增sp指针，sp指针总是指向栈顶元素，这刚好是FD栈的定义。

3、参数传递规则

一般来说，当参数个数不超过4个时，使用r0-r3这4个寄存器来传递参数；如果参数个数超过4个，剩余的参数通过数据栈来传递。

同样，对于一般的返回结果，通产使用a0-a3来传递。

 

例程：

假设CopyCode2SDRAM函数使用C语言实现的，数据原型为：

int CopyCode2SDRAM(unsigned char *buf,unsigned long StartAddr,int size)

在汇编代码中，使用下面的代码调用，同时判断返回值：

ldr r0,=0x30000000     @ 1、目标地址=0x30000000，这是SDRAM的起始地址

mov r1,#0              @ 2、源地址=0

mov r2,#16*1024        @ 3、复制长度=16K

bl  CopyCode2SDRAM     @ 4、调用C函数CopyCode2SDRAM

cmp a0,#0              @ 5、进行判断