理解Bootloader：ATPCS详解与子程序调用规则

"这篇文档详细介绍了Bootloader的编写知识，主要聚焦于ARM体系结构下的ATPCS（ARM Thumb Procedure Call Standard）规则，这是C语言和汇编程序之间调用的规范。ATPCS规定了子程序调用时寄存器的使用、数据栈的操作以及参数传递的规则，并针对不同需求衍生出多种变体，如支持数据栈限制检查、位置无关代码等。" Bootloader是嵌入式系统启动过程中的关键组件，它负责初始化硬件设备并加载操作系统到内存中。在Bootloader的编写过程中，理解并正确应用ATPCS至关重要，因为它确保了不同程序间的调用一致性。 ATPCS是ARM和Thumb模式下子程序调用的标准，定义了以下几个核心方面： 1. **寄存器使用规则**：R0-R3作为参数传递寄存器（A0-A3），调用者负责维护它们的值。R4-R11用于局部变量（V1-V8），被调用者需保存并恢复这些寄存器的状态，以保持调用前后的一致性。 2. **数据栈使用规则**：数据栈的管理是ATPCS的重要部分，通常使用SP（堆栈指针）寄存器来跟踪栈顶位置。调用者在进入子程序时需确保有足够的空间存放临时数据，子程序结束时清理栈空间。 3. **参数传递规则**：参数通过R0-R3寄存器传递，超过4个参数可能需要将额外的参数压入栈中。返回值通常存储在R0寄存器中。 ATPCS的不同变体是为了满足特定需求，例如： - **支持数据栈限制检查的ATPCS**：增强安全性，防止栈溢出。 - **支持只读段位置无关的ATPCS**：允许代码在内存中的任意位置执行，提高代码可移植性。 - **支持可读写段位置无关的ATPCS**：进一步扩展位置无关功能，适用于动态链接和共享库。 - **支持ARM程序和THUMB程序混合使用的ATPCS**：使两种模式的代码能无缝交互，增加代码灵活性。 - **处理浮点运算的ATPCS**：为浮点计算提供支持，通常涉及FP（浮点处理）寄存器的使用。 对于C语言编译器，会根据指定的ATPCS类型生成相应的代码，并连接合适的库。汇编程序员则需要手动确保遵守选定的ATPCS规则，尤其是在处理局部变量和参数传递时。 Bootloader编写涉及复杂的硬件初始化和软件加载，而ATPCS作为程序调用的基础，是理解和实现这一过程的关键。开发者需要深入理解这些规则，以编写出高效、可靠的Bootloader代码。