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ARM体系结构的过程调用标准:2个独立但相关的返回值

calling-convention arm assembly

Niklas Peter · 技术社区 · 8 年前

功能 readWord 应返回:

状态代码(错误或成功,例如0=成功,>0错误代码)
从数据源读取的数据(仅当状态代码表示成功时有效)

以下示例是否遵循aapcs? 考虑到AAPC,有没有更好的方法可以做到这一点?

// OUT:
//  R0 (status code): 0 if valid, else > 0
//  R1 (data):  
//  if the R0 represents a successful read: data, which was read,
//  else: undetermined
read32:
    PUSH    {LR}

    LDR     R0, =memoryMappedAddressOfDataSource
    LDR     R4, [R0]
    BL      checkValidRead
    // If the read was invalid, directly return the error 
    // code set by checkValidRead in R0 and do not change R1.
    CBNZ    R0, read32_return

    // R0 is 0, so the read was valid and the the data is returned in R1.
    MOV     R1, R4

read32_return:  
    POP     {PC}

// IN: none
// Checks a special status register to determine, 
// whether the last read was successful.    
// OUT:
//  R0: 0 if valid, else > 0
checkValidRead:
    ...

来自 AAPCS (第18页):

在r0和r1中返回双字大小的基本数据类型(例如长整型、双字和64位容器化向量)。

大于4字节的复合类型,或者其大小不能由调用方和被调用方存储在内存中的一个地址,该地址在调用函数时作为额外参数传递(_§5.5, 规则A.4)。要用于结果的内存可以在函数调用期间的任何点进行修改。

但是,我不知道它是一个集装箱化的64位向量还是一个聚合复合类型,甚至是其他类型:

容器化向量的内容对于大多数过程都是不透明的,称为标准:唯一定义的方面是它的布局是内存格式(基本类型存储在内存中的方式)和在过程调用接口上的不同类型的寄存器。

复合类型是作为单个实体处理的一个或多个基本数据类型的集合,位于过程调用级别。复合类型可以是以下任意类型: 一种集合,其中成员在内存中按顺序排列[…]

1 回复 | 直到 8 年前

Peter Cordes 8 年前

您引用的文档指出,任何不适合于单个寄存器的复合类型都将通过隐藏指针返回。这将包括一个C结构。

只有单宽整数或fp类型可以在寄存器对中返回。

寄存器对比通过隐藏指针存储/重新加载更有效,因此不幸的是,您必须绕过调用约定而不是返回 struct { uint32_t flag, value; }

为了向C编译器描述您想要的调用约定,您告诉它您正在返回 uint64_t ,并将其拆分为两个32位整数变量 .这是免费的,因为编译器已经把它们放在单独的寄存器中了。

例如(source+asm on the Godbolt compiler explorer )。我用过工会,但你也可以用轮班。

#include <stdint.h>

uint64_t read32(void);

union unpack32 {
    uint64_t u64;
    uint32_t u32[2];
};

void ext(uint32_t);        // something to do with a return value

unsigned read32_wrapper() {
    union unpack32 ret = { read32() };
    if (ret.u32[0]) {
        ext(ret.u32[1]);
    }
    return ret.u32[0];
}

编译如下:

    push    {r4, lr}
    bl      read32
    subs    r4, r0, #0          @ set flags and copy the flag to r4

    movne   r0, r1
    blne    ext                 @ the if() body.

    mov     r0, r4              @ always return the status flag
    pop     {r4, lr}
    bx      lr