LV01-04-ARM汇编-04-汇编调用C程序

发表于 2023-09-08 分类于嵌入式开发， 02IMX6ULL平台， LV01-IMX6ULL平台本文字数： 1.9k 阅读时长 ≈ 7 分钟

本文主要是汇编调用C程序的相关笔记，若笔记中有错误或者不合适的地方，欢迎批评指正😃。

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Windows版本	windows11
Ubuntu版本	Ubuntu16.04的64位版本
VMware® Workstation 16 Pro	16.2.3 build-19376536
终端软件	MobaXterm(Professional Edition v23.0 Build 5042 (license))
Linux开发板	正点原子 i.MX6ULL Linux 阿尔法开发板
uboot	NXP官方提供的uboot，NXP提供的版本为uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga(使用的uboot版本为U-Boot 2016.03)
linux内核	linux-4.15(NXP官方提供)
Win32DiskImager	Win32DiskImager v1.0

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分类	网址	说明
官方网站	https://www.arm.com/	ARM官方网站，在这里我们可以找到Cotex-Mx以及ARMVx的一些文档
	https://www.nxp.com.cn/	NXP官方网站
	https://www.nxpic.org.cn/	NXP 官方社区
	https://u-boot.readthedocs.io/en/latest/	u-boot官网
	https://www.kernel.org/	linux内核官网

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分类	网址	说明
NXP	https://github.com/nxp-imx	NXP imx开发资源GitHub组织，里边会有u-boot和linux内核的仓库
	https://elixir.bootlin.com/linux/latest/source	在线阅读linux kernel源码
	nxp-imx/linux-imx/releases/tag/rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga	NXP linux内核仓库tags中的rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga
	nxp-imx/uboot-imx/releases/tag/rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga	NXP u-boot仓库tags中的rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga
I.MX6ULL	i.MX 6ULL Applications Processors for Industrial Products	I.MX6ULL 芯片手册（datasheet，可以在线查看）
I.MX6ULL	i.MX 6ULL Applications ProcessorReference Manual	I.MX6ULL 参考手册（下载后才能查看，需要登录NXP官网）
ARM	Cortex-A7 MPCore Technical Reference Manual	Cortex-A7 MPCore技术参考手册
	ARM Architecture Reference Manual ARMv7-A and ARMv7-R edition	ARM架构参考手册ARMv7-A和ARMv7-R版
	Arm Generic Interrupt Controller Architecture Specification- version 3 and version 4	Arm通用中断控制器架构规范-版本3和版本4
	ARM Generic Interrupt Controller Architecture Specification - Version 2.0	Arm通用中断控制器架构规范-版本2.0
	ARM Cortex-A Series Programmer's Guide for ARMv7-A	Cortex-A系列ARMv7-A编程指南

在 C 程序和 ARM 汇编程序之间相互调用时必须遵守 ATPCS 规则， ATPCS 规定了一些函数间调用的基本规则。

一、ATPCS 规则

ATPCS 即 ARM-THUMB procedure call standard（ ARM-Thumb 过程调用标准）的简称，是基于 ARM 指令集和 THUMB 指令集过程调用的规范，规定了调用函数如何传递参数，被调用函数如何获取参数，以何种方式传递函数返回值。寄存器 R0~R15 在 ATPCS 规则的使用：

（1）在函数中，通过寄存器 R0~R3 来传递参数，被调用的函数在返回前无需恢复寄存器 R0~R3 的内容。

（2）在函数中，通过寄存器 R4~R11 来保存局部变量

（3）寄存器 R12 用作函数间 scratch 寄存器

（4）寄存器 R13 用作栈指针，记作 SP，在函数中寄存器 R13 不能用做其他用途，寄存器 SP 在进入函数时的值和退出函数时的值必须相等。

（5）寄存器 R14 用作链接寄存器，记作 LR，它用于保存函数的返回地址，如果在函数中保存了返回地址，则 R14 可用作其它的用途。

（6）寄存器 R15 是程序计数器，记作 PC，它不能用作其他用途。

二、参数传递

1. 汇编程序如何向 C 程序的函数传递参数

（1）当参数小于等下 4 个时，使用寄存器 R0~R3 来进行参数传递。

（2）当参数大于 4 个时，前四个参数按照上面方法传递，剩余参数传送到栈中，入栈的顺序与参数顺序相反，即最后一个参数先入栈。

2. C 程序如何返回结果给汇编程序

（1）结果为一个 32 位的整数时，通过寄存器 R0 返回。

（2）结果为一个 64 位整数时，通过 R0 和 R1 返回，依此类推。

（3）结果为一个浮点数时，通过浮点运算部件的寄存器 f0， d0 或 s0 返回。

（4）结果为一个复合的浮点数时，通过寄存器 f0-fN 或者 d0~dN 返回。

（5）对于位数更多的结果，通过调用内存来传递。

三、C 函数为何要用栈

总的来说，栈的作用就是：保存现场/上下文，传递参数。

1. 保存现场/上下文

保存现场，也叫保存上下文。现场，相当于案发现场，总有一些现场的情况，要记录下来的，否则被别人破坏掉之后，就无法恢复现场了。而此处说的现场，就是指 CPU 运行的时候，用到了一些寄存器，比如 R0~R3， LR 等等，对于这些寄存器的值，如果不保存而直接跳转到函数中去执行，那么很可能会被破坏了，因为函数执行需要用到这些寄存器。

因此在函数调用之前，应该将这些寄存器等现场，暂时保持起来，等调用函数执行完毕返回后，再恢复现场,这样 CPU 就可以正确的继续执行了。

保存寄存器的值，一般用的是 push 指令，将对应的某些寄存器的值，一个个放到栈中，即所谓的入栈。

然后待被调用的子函数执行完毕的时候，再调用 pop，把栈中的一个个的值，赋值给对应的入栈的寄存器，即所谓的出栈。

2. 传递参数

当函数被调用并且参数大于 4 个时，（不包括第 4 个参数）第 4 个参数后面的参数就保存在栈中。