ARM汇编笔记（2）——函数调用规则

（本文所介绍的各个约定与32位arm Linux系统C语言toolchain一致）

1. 栈
栈保存着函数调用中的参数，寄存器上下文，局部变量。ARM中函数返回地址是寄存器上下文的一部分（lr），无需单列。
栈由高地址向低地址增长，也就是说push会导致栈顶指针指向较低的地址，而pop则相反。
同时约定了栈顶指针指向的是入栈的最后一个值的位置，而非下一个入栈位置。

2. 控制转移和寄存器上下文
高级语言的函数调用在arm汇编中通过bl和bxl指令来实现。
bl和bxl在执行时只做了两件事：1）pc值存入lr；2）更新pc。因此，诸如寄存器上下文保存和恢复等操作必须由被调用者完成。
被调用函数保存寄存器上下文时，只需保存自己将要使用的寄存器的值即可。r0~r3无需作为上下文进行保存。这里要注意的是如果被调用者同时也调用了其他函数的话必须保存lr（返回地址），因为lr将在内部的调用中被改写。
在函数返回时，如果lr被保存，将该值从内存中读出赋给pc即可；否则当前lr即为返回地址，直接bx lr。

3. 参数传递
参数的前4个字（32*4 bits）通过寄存器r0~r3来传递，多出的内容从栈上传递。对于小于一个字长度的参数（如char, short类型）也当作一个字来传。C语言中arm与x86相同，参数都是按照由右向左的顺序压栈，参数的退栈由调用者负责。

4. 返回值
对于返回值，如果大小在一个字以内直接存入r0即可。
若返回值大小大于一个字长度（比如一个结构体），则该函数实际上会被改写，例如：

typedef struct {
    int v1;
    int v2;
} data_t;

data_t test(int a, int b) {
    data_t r;
    r.v1 = a+b;
    r.v2 = a-b;
    return r;
}

test函数会在编译器内部被改写成：

void test(data_t *r, int a, int b) {
    r->v1 = a+b;
    r->v2 = a-b;
}

调用者的代码也会在编译器内部做相应调整。
这样一来，在汇编层，调用者会把分配好的data_t指针赋值给r0，然后再把a和b赋值给r1和r2。至于返回值，可以认为是void，也可以认为直接将data_t的指针返回了。

5. 实例

5.1 最简单的函数

int test(int a, int b) {
    return a + b;
}

汇编为

test:
add r0, r0, r1     ;test没有调用其它函数，所以不用保存lr的上下文
bx  lr             ;返回

5.