闲聊ARM内核参数传递机制

之前一直没怎么在意这个问题，直到最近搞了个奇奇怪怪的项目，才发现这部分知识得补上来，记录一下。

ARM有一个标准，叫《Procedure Call Standard for the Arm Architecture》，人话就是ARM架构过程调用标准，它的目标就是为不同编译器生成的代码提供了统一的调用规范，使得单独编译的C程序和汇编程序能够相互调用。

文章里详细说明了寄存器的分类：R0-R3用于参数传递（调用者保存寄存器），R4-R11用于保存局部变量（被调用者保存寄存器），解决了函数调用过程中寄存器值可能被意外覆盖的问题。

同时比较关键也是今天主题，就是参数传递机制的统一，它规定了函数的前四个参数通过寄存器传递，超出部分使用栈传递，返回值通过R0返回。这种标准化避免了不同编译器采用不同传递方式导致的兼容性问题。特别提到在64位架构中，寄存器数量增加到31个，可以支持8个参数通过寄存器传递。

那我们来看看具体示例，以M4为例。

首先定义函数，分别涉及到传2个参数，传5个参数，传结构体，传结构体指针，如下：

 然后来看汇编，

（1）AddTest1，仅传递2个参数，根据规则当然应该直接用寄存器即可，汇编代码如下：

代码首先将参数存放到寄存器R0和R1中， 然后跳到AddTest，该函数的汇编代码如下：

也符合规范里使用R0作为返回值的要求。

（2）AddTest2，传递5个参数，按照规范前4个参数使用寄存器R0-R3，汇编代码如下：

代码首先将第5个参数压到栈里，对应地址0x1ffE4290，然后就其余四个参数放到寄存器R0-R4里，最后跳到函数里执行，具体代码如下：

首先是把R4压栈，保护现场，然后使用R4作为中间寄存器来存放栈里的第5个参数，最后分别加R0-R4，最后以R0承接返回值，如下：

（3）我们再来看看直接传结构体是什么情况，汇编如下：

 这里就需要注意了，首先我们在main里定义了结构体add_type addStruct = {1,2,3}，本身就存在栈里，如下：

因此，第一步就是要从栈里把数据取出来，由于该结构体只有三个参数，所以还是用寄存器传递的方式，如下：

在函数里就直接使用寄存器进行相加即可，

 那如果是传递的结构体超过了4个参数，举一反三即可。 

（4）如果是传递指针 ，情况又不太一样，我们来看汇编。

代码直接就该结构体对应的栈地址作为参数通过R0传递过去， 在该函数内部取栈里取数据，如下：

好了，奇奇怪怪的知识又增加了。了解这个有什么用呢，或许大概MCU里有一套固件API，不想和调用者共用栈，以免泄露信息，知道传参的逻辑，才能在固件API运行时有正确的参数值。