5.1 Machine Registers

r0-r3用于参数传递，r0用于返回值。r12用于Intra-procedure-call scratch register。这几个寄存器是caller-saved register。被调用者可以随意修改它们，在返回前不需要恢复其调用前的原值。

r4-r11, r13-r15均为callee-saved register，被调用者在返回前需要恢复它们。

5.2 Process, Memory and the Stack

程序包含程序状态（由寄存器表示）和它能访问的内存。

程序的内存通常分为下述5种：

代码
只读静态数据
可写静态数据
堆
栈

可写静态数据又可分为已初始化、初始化为0和未初始化数据。除了栈，其它数据不要求连续。一个程序至少需要有代码和栈，可以不需要其它内存。

栈是连续的内存区用于存储局部变量、传递参数到子程序（寄存器不足够存储所有的参数时）。AACPS要求栈实现为full-descending。栈顶位置存储在寄存器SP (r13).

维护栈的规则分为两部分：所有情况下都要遵守的约束；公共接口需要遵守的约束；

Universal stack constraints

必须小于等于stack-base，大于stack-limit。

栈必须对齐到4字节。

进程只能访问当前的栈，范围：[SP, stack-base-1]。如stack-base为4096，则从4095往下。SP以下的内存，栈还未生长到，不能访问。

stack constraints at a public interface

栈必须对齐到8

5.3 Subroutine Calls

ARM和Thumb指令集均包含一个原始的子程序调用指令：BL。它将PC的下一个值保存到LR，将目标地址拷贝到PC。如果在Thumb状态执行BL，则LR的第0位置为1，在ARM状态则置为0。

链接器使用IP (r12)

BL不能address全部32位地址。链接器可以在calling routine和called subroutine之间插入一个veneer。ARM-Thumb inter-working和动态链接也需要veneer。任何veneer必须保存除IP (r12)之后的所有寄存器和状态标志位。

查看AAELF获取ARM的重定向信息。

5.4 Result Return

不大于4字节的均存到r0。

A Composite Type larger than 4 bytes或者大小不能决定的参数。存到内存中，其地址作为一个额外的参数传递(r0)。函数调用期间，该内存可以修改。

5.5 Parameter Passing

参数传递通过r0-r3和栈，寄存器不够用时，才使用栈。

参数传递定义为一个2层概念模型

映射源语言参数到机器类型

编排机器类型产生参数列表

参数可能放入协处理器寄存器，这类参数叫做：Co-processor Register Candidate (CPRC)

被调用者可以修改从调用者接收参数的栈空间。

Stage A - Initialization

A.1 The Next Core Register Number (NCRN) is set to r0

NCRN指示下一个存储参数的寄存器。首先从r0开始。

A.2 Co-processor argument register initialization is performed.

A.3 The next stacked argument address (NSAA) is set to the current stack-pointer value (SP).

NSAA指示下一个放入栈的参数的地址。首先从SP开始。

A.4 If the subroutine is a function that returns a result in memory, then the address for the result is placed in r0, and the NCRN is set to r1.

如果返回值需要放入内存，则r0存储返回值的地址，NCRN设置为r1。

Stage B - Pre-padding and extension of arguments

这里只列一些汇编代码代码中常用的情况：

- 如果参数是一个大小不能静态决定的复合类型，则参数被拷贝到内存，参数被替换为一个指向内存的指针。

- 如果参数是小于4字节的整数基本类型，其被零扩展或符号扩展位4字节。

- 如果参数是复合类型，其size round到最近的4的倍数。

Stage C - Assignment of arguments to registers and stack

- 如果参数是一个CPRC，且有足够的协处理器寄存器，则参数分配到协处理器。

- 如果参数是一个CPRC，且没有可用的协处理器参数，则NSAA向上增长到满足参数的对齐要求，将参数放入内存，NSAA在增大参数的大小。

- 如果参数要求双字（8字节）对齐，则NCRN round为下一个偶数寄存器号。

- 如果参数可以放入寄存器（r0-r3)，则放入寄存器。NCRN往后移。只允许一个复合参数一部分放到寄存器，一部分放到栈。

- 寄存器不够放了，放入NSAA的位置，放入后NSAA增加参数的大小。

思考：

ARM的fp (frame pointer) 是可选的，每个函数在返回时，自己负责把栈指针恢复到父函数的栈顶。没有fp使得栈回溯变的异常复杂。使用GCC的-fomit-frame-pointer选项设置为不使用fp。

arm使用r11作为fp。

参考

【1】Procedure Call Standard for the ARM ® Architecture. ARM IHI 0042D, current through ABI release 2.08. 2009

ILD