arm函数调用约定

要想理解汇编代码,首先重要的事情就是理解代码之间的交互——意思是一个函数调用另一个函数的方式。这包括了参数如何传递以及如何从函数返回结果——称之为调用的约定。编译器必须严格的遵守相关标准进行代码编译,这样生成的代码,才能够相互兼容。
上面讨论过,寄存器是的存储空间非常少,并且靠近CPU——用来存储当前使用的一些值。ARM CPU有16个寄存器:r0到r15。每个寄存器为32bit。调用约定规定了这些寄存器的特定用途。如下:
r0 – r3:存储传递给函数的参数值,多余的参数通过压栈传递!
r4 – r11:存储函数的局部变量,Thumb模式不会使用r8以后的寄存器
r12:是内部过程调用暂时寄存器(intra-procedure-call scratch register)。
r13:存储栈指针(sp)。在计算机中,栈非常重要。这个寄存器保存着栈顶的指针。这里可以看到更多关于栈的信息。
r14:链接寄存器(link register)。存储着当被调用函数返回时,将要执行的下一条指令的地址。

r15:用作程序计数器(program counter)。存储着当前执行指令的地址。每条执行被执行后,该计数器会进行自增(+1)。

函数的返回值放到r0中。
当我们查看刚进入函数的时候:
pc总是包含下一个要被执行的指令的位置。
arm7采用三级流水
(1)取指(fetch)
取指级的任务是从程序存储器中读取指令。
(2)译码(decode)
译码级完成对指令的分析,并为下一个周期准备数据路径需要的控制信号。在这一级,指令占用译码逻辑,不占用数据通路。
(3)执行(excute)
完成指令要求的操作,并根据需要将结果写回寄存器。指令占用数据路径,寄存器堆被读取,操作数在桶行移位器中被移位。运算器产生运算结果并回写到目的寄存器中,运算器根据指令需求和运输结果更改状态寄存器的条件位
arm7中执行和取指是隔了一级译码级,那一级不读取数据,当前PC=原PC+2 * sizeof(inst_size)
lr (总是)包含函数返回时要装载的地址。

### ARM 架构下的函数调用参数传递机制 在 ARM 架构下,尤其是 ARMv8-A 的 AArch64 模式中,函数调用涉及整数型参数的传递遵循特定规则。对于不超过四个的整数型参数,它们会通过寄存器 `X0` 到 `X3` 进行传递[^1]。如果参数数量超过四个,则超出部分会被放置到栈中。 具体来说,在 ARM 体系结构中,当函数调用时,前四个参数按照从左至右的顺序依次放入寄存器 `R0` 至 `R3` 或者对应的宽位寄存器 `X0` 至 `X3` 中[^2]。例如,考虑如下函数声明: ```c void OLED_DrawBMP_test(unsigned char x0, unsigned char y0, unsigned char x1, unsigned char y1, unsigned char BMP[], unsigned char state1, unsigned char state2); ``` 此函数共有七个参数。其中,前四个参数 (`x0`, `y0`, `x1`, `y1`) 将被分别存储于寄存器 `R0` (或 `X0`)、`R1` (或 `X1`)、`R2` (或 `X2`) 和 `R3` (或 `X3`) 中[^3]。而剩余的三个参数 (`BMP[]`, `state1`, `state2`) 则需要借助栈来完成传递。这些额外的参数将以逆序的方式压入栈中,即最后的一个参数最先写入栈底位置。 这种设计旨在优化性能并简化实现逻辑——优先利用寄存器而非内存来进行数据交换可以显著降低访问延迟;而对于那些无法完全容纳进有限几个通用目的寄存器内的多余实参,则采用堆栈作为补充手段予以处理。 值得注意的是,上述过程并不严格匹配常见的 C 编程语言中的几种标准调用约定(__cdecl__, __stdcall__, __fastcall__),而是基于目标平台特性定制而成的一种高效方法。 此外,关于叶子节点类型的简单功能如 func1 所展示的例子表明即使是最基础的操作也会考虑到整个应用程序执行路径上的资源分配情况从而做出相应调整以适应不同场景需求[^4]。 ```python def arm_function_call(param_count): registers = ['X0', 'X1', 'X2', 'X3'] stack_params = [] if param_count <= 4: used_registers = registers[:param_count] return f"Parameters are passed via {used_registers}." else: extra_params = param_count - 4 for i in range(extra_params): stack_params.append(f"[SP#{i*8}]") # Assuming each parameter takes up 8 bytes. all_params = ', '.join(registers + stack_params[::-1]) # Reverse the list to match last-in-first-out order of stack. return f"The first four parameters use X0-X3 and any additional ones go onto the stack as follows: {all_params}." print(arm_function_call(7)) ```
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