APCS 对我们通常称为 R0 到 R14 的寄存器起了不同的名字。使用汇编器预处理器的功能,你可以定义 R0 等名字,但在你修改其他人写的代码的时候,最好还是学习使用 APCS 名字。
寄存器名字 Reg # APCS 意义 R0 a1 工作寄存器 R1 a2 " R2 a3 " R3 a4 " R4 v1 必须保护 R5 v2 " R6 v3 " R7 v4 " R8 v5 " R9 v6 " R10 sl 栈限制 R11 fp 桢指针 R12 ip R13 sp 栈指针 R14 lr 连接寄存器 R15 pc 程序计数器
译注:ip 是指令指针的简写。
这些名字不是由标准的 Acorn 的 objasm(版本 2.00)所定义的,但是 objasm 的后来版本,和其他汇编器(比如 Nick Robert 的 ASM)定义了它们。要定义一个寄存器名字,典型的,你要在程序最开始的地方使用 RN 宏指令(directive):
a1 RN 0a2 RN 1a3 RN 2 ...等...r13 RN 13sp RN 13r14 RN 14lr RN r14pc RN 15这个例子展示了一些重要的东西: 寄存器可以定义多个名字 - 你可以定义‘r13’和‘sp’二者。 寄存器可以定义自前面定义的寄存器 - ‘lr’定义自叫做‘r14’的寄存器。 (对于 objasm 是正确的,其他汇编器可能不是这样) 设计关键 函数调用应当快、小、和易于(由编译器来)优化。 函数应当可以妥善处理多个栈。 函数应当易于写可重入和可重定位的代码;主要通过把可写的数据与代码分离来实现。 但是最重要的是,它应当简单。这样汇编编程者可以非常容易的使用它的设施,而调试者能够非常容易的跟踪程序。
一致性 程序的遵循 APCS 的部分在调用外部函数时被称为“一致”。在程序执行期间的所有时候都遵循 APCS (典型的,由编译器生成的程序)被称为“严格一致”。协议指出,假如你遵守正确的进入和退出参数,你可以在你自己的函数范围内做你需要的任何事情,而仍然保持一致。这在有些时候是必须的,比如在写 SWI 伪装(veneers)的时候使用了许多给实际的 SWI 调用的寄存器。
栈 栈是链接起来的‘桢’的一个列表,通过一个叫做‘回溯结构’的东西来链接它们。这个结构存储在每个桢的高端。按递减地址次序分配栈的每一块。寄存器 sp 总是指向在最当前桢中最低的使用的地址。这符合传统上的满降序栈。在 APCS-R 中,寄存器 sl 持有一个栈限制,你递减 sp 不能低于它。在当前栈指针和当前栈之间,不应该有任何其他 APCS 函数所依赖的东西,在被调用的时候,函数可以为自己设置一个栈块。 可以有多个栈区(chunk)。它们可以位于内存中的任何地址,这里没有提供规范。典型的,在可重入方式下执行的时候,这将被用于为相同的代码提供多个栈;一个类比是 FileCore,它通过简单的设置‘状态’信息和并按要求调用相同部分的代码,来向当前可获得的 FileCore 文件系统(ADFS、RAMFS、IDEFS、SCSIFS 等)提供服务。
回溯结构 寄存器 fp (桢指针)应当是零或者是指向栈回溯结构的列表中的最后一个结构,提供了一种追溯程序的方式,来反向跟踪调用的函数。 回溯结构是:
地址高端 保存代码指针 [fp] fp 指向这里 返回 lr 值 [fp, #-4] 返回 sp 值 [fp, #-8] 返回 fp 值 [fp, #-12] 指向下一个结构 [保存的 sl] [保存的 v6] [保存的 v5] [保存的 v4] [保存的 v3] [保存的 v2] [保存的 v1] [保存的 a4] [保存的 a3] [保存的 a2] [保存的 a1] [保存的 f7] 三个字 [保存的 f6] 三个字 [保存的 f5] 三个字 [保存的 f4] 三个字 地址低端这个结构包含 4 至 27 个字,在方括号中的是可选的值。如果它们存在,则必须按给定的次序存在(例如,在内存中保存的 a3 下面可以是保存的 f4,但 a2-f5 则不能存在)。浮点值按‘内部格式’存储并占用三个字(12 字节)。
fp 寄存器指向当前执行的函数的栈回溯结构。返回 fp 值应当是零,或者是指向由调用了这个当前函数的函数建立的栈回溯结构的一个指针。而这个结构中的返回 fp 值是指向调用了调用了这个当前函数的函数的函数的栈回溯结构的一个指针;并以此类推直到第一个函数。
在函数退出的时候,把返回连接值、返回 sp 值、和返回 fp 值装载到 pc、sp、和 fp 中。
#include void one(void); void two(void); void zero(void); int main(void) { one(); return 0; } void one(void) { zero(); two(); return; } void two(void) { printf("main...one...two\n"); return; } void zero(void) { return; } 当它在屏幕上输出消息的时候, APCS 回溯结构将是: fp ----> two_structure return link return sp return fp ----> one_structure ... return link return sp return fp ----> main_structure ... return link return sp return fp ----> 0 ...所以,我们可以检查 fp 并参看给函数‘two’的结构,它指向给函数‘one’的结构,它指向给‘main’的结构,它指向零来终结。在这种方式下,我们可以反向追溯整个程序并确定我们是如何到达当前的崩溃点的。值得指出‘zero’函数,因为它已经被执行并退出了,此时我们正在做它后面的打印,所以它曾经在回溯结构中,但现在不在了。值得指出的还有对于给定代码不太可能总是生成象上面那样的一个 APCS 结构。原因是不调用任何其他函数的函数不要求完全的 APCS 头部。 |