ATPCS详解：ARM与Thumb程序调用规则与寄存器使用指南

ATPCS（Advanced Thumb Procedure Call Standard）规范是ARM架构中为确保在C语言和汇编语言之间进行有效、兼容的子程序调用而制定的一套规则。它主要应用于ARM程序和Thumb程序，这两种模式在处理效率和指令集上有所不同。ATPCS的主要目标是统一调用过程中的寄存器使用、数据栈管理和参数传递策略。 首先，ATPCS的重要性在于它定义了跨语言调用时的接口一致性，这对于软件的可维护性和模块化至关重要。它要求所有参与调用的子程序，无论其源码语言（C或汇编），都需遵循相同的规则，这包括： 1. **寄存器规则**： - 子程序间通过R0-R3寄存器（在ATPCS中称为A0-A3）传递参数，调用者无需恢复这些寄存器的内容。 - R4-R11（V1-V8）用于保存子程序内的局部变量，使用时需要在进入和退出子程序时保存和恢复它们。 - R12（ip，称为scratch寄存器）在子程序间通信中常作为临时存储。 - R13（sp，数据栈指针）在子程序中固定为栈指针，进入和退出时必须保持不变。 - R14（lr，连接寄存器）保存子程序的返回地址，必须正确处理。 2. **数据栈规则**： - 数据栈的管理遵循特定的规则，确保在调用和返回时栈帧的正确布局。 3. **参数传递规则**： - C语言编译器和链接器会根据用户选择的ATPCS类型自动处理参数传递，但汇编语言程序员需要手动确保遵守这些规则。 为了实现ATPCS，编译器会根据用户指定的ATPCS类型在ELF格式的目标文件中设置相应的属性，并在链接阶段选择相应的C语言库。在编写汇编语言程序时，开发者需要明确知道他们使用的ATPCS类型，并在编写代码时严格遵循上述规则，以确保子程序之间的调用能够无缝进行。 ATPCS规范是ARM开发中不可或缺的一部分，它简化了跨语言调用的复杂性，提高了代码的可移植性和效率。了解并遵循ATPCS规则，是确保ARM程序和Thumb程序中子程序调用正确性的重要步骤。