ARM函数调用约定

1、函数调用约定主要涉及参数如何传递、返回值如何传递、返回地址如何保存以及不要破坏调用函数的上下文。那么在ARM中，这些约定规则是什么样呢？

2、测试程序如下：

static int fun_a(uint32_t a, uint32_t b, uint32_t c)
{
	a = b + c;
	b = a + c;
	c = a + b;
	return fun_b(a,b,c,a,b);
}

static int fun_b(uint32_t a, uint32_t b, uint32_t c, uint32_t d, uint32_t e)
{
	a = b + c;
	b = a + c;
	c = a + b;
	d = a + b + c;
	e = d + e + a;
	return (int)e;
}

/*----------------------------------------------------------------------------
 *         Global functions
 *----------------------------------------------------------------------------*/
/**
 * brief Application entry point for test pmecc example.
 * return Unused (ANSI-C compatibility).
 */

extern int main( void )
{
	uint32_t	const_a = 0x12345678;
	uint32_t	const_b = 0x87654321;
	uint32_t	const_c = 0x04;
	
	while(1)
	{
		int d = fun_a(const_a, const_b, const_c);
	}
}

3、在main函数中调用fun_a函数，传入3个参数，参数传递方式如下：

//  108 extern int main( void )
//  109 {
main:
        PUSH     {R4-R6,LR}
          CFI R14 Frame(CFA, -4)
          CFI R6 Frame(CFA, -8)
          CFI R5 Frame(CFA, -12)
          CFI R4 Frame(CFA, -16)
          CFI CFA R13+16
//  110  uint32_t const_a = 0x12345678;
        LDR      R4,??DataTable0  ;; 0x12345678
//  111  uint32_t const_b = 0x87654321;
        LDR      R5,??DataTable0_1  ;; 0x87654321
//  112  uint32_t const_c = 0x04;
        MOV      R6,#+4
//  113  
//  114  while(1)
//  115  {
//  116   int d = fun_a(const_a, const_b, const_c);
??main_0:
        MOVS     R2,R6
        MOVS     R1,R5
        MOVS     R0,R4
          CFI FunCall fun_a
        BL       fun_a
        B        ??main_0
          CFI EndBlock cfiBlock2
//  117  }
//  118 }

在调用函数fun_a之前，先将R4-R6的值赋给R0-R2，由前面部分程序可以看出R4-R6就是局部变量const_a、const_b、const_c，所以我们猜测，ARM使用R0-R2来传递参数。实际上，在fun_a中，是这样去参数的：

//   82 static int fun_a(uint32_t a, uint32_t b, uint32_t c)
//   83 {
fun_a:
        PUSH     {R4-R6,LR}
          CFI R14 Frame(CFA, -4)
          CFI R6 Frame(CFA, -8)
          CFI R5 Frame(CFA, -12)
          CFI R4 Frame(CFA, -16)
          CFI CFA R13+16
        SUB      SP,SP,#+8
          CFI CFA R13+24
        MOVS     R4,R0
        MOVS     R5,R1
        MOVS     R6,R2
//   84 	a = b + c;
        ADDS     R0,R6,R5
        MOVS     R4,R0
//   85 	b = a + c;
        ADDS     R0,R6,R4
        MOVS     R5,R0
//   86 	c = a + b;
        ADDS     R0,R5,R4
        MOVS     R6,R0
//   87 	return fun_b(a,b,c,a,b);
        STR      R5,[SP, #+0]
        MOVS     R3,R4
        MOVS     R2,R6
        MOVS     R1,R5
        MOVS     R0,R4
          CFI FunCall fun_b
        BL       fun_b
        POP      {R1,R2,R4-R6,PC}  ;; return
          CFI EndBlock cfiBlock0
//   88 }

其中的

        MOVS     R4,R0
        MOVS     R5,R1
        MOVS     R6,R2
//   84  a = b + c;
        ADDS     R0,R6,R5
        MOVS     R4,R0
//   85  b = a + c;
        ADDS     R0,R6,R4
        MOVS     R5,R0
//   86  c = a + b;
        ADDS     R0,R5,R4
        MOVS     R6,R0

表明，在ARM中确实是使用R0-R2来传输3个参数。

实验中，当参数小于4个时，ARM首先会用R0-R3四个寄存器来传递参数，当参数个数大于4时，开始使用栈来传递参数。

4、ARM中使用R0作为默认的返回值

5、ARM中，在每一个函数开始部分都需要将一部分寄存器压栈，这部分寄存器必定包含LR寄存器。因为在函数调用时，使用的是BL指令，BL指令在跳转到目标函数之前，首先将一下跳指令的地址存入LR寄存器中，这就是函数的返回地址。

一个被调用函数开始时，首先要将LR、以及需要使用的部分寄存器压栈，以保护这几个寄存器。因为，在被调用函数也可能调用其他的函数，这时的LR就会受到破坏，所以需要将LR压栈，保存到内存中。这样在返回时，直接将POP原来保存的LR到PC，即可实现返回。同时还需要将本函数中使用到的几个寄存器压栈，因为ARM会使用寄存器来保存局部变量，如果被调用函数随便使用这些寄存器，就会破坏源调用函数的局部变量。所以在被调用函数中，应该首先将本函数有可能使用到的寄存器压栈，在返回之前，又将这些寄存器出栈，以保证函数调用之间不会破坏原来函数的上下文。