Function 非叶函数和叶函数尾声中LR和PC指令的使用

我试图通过azeria-labs.com上的指南学习汇编

我有一个关于在非叶函数和叶函数的尾声中使用LR寄存器和PC寄存器的问题

在下面的代码片段中，它们显示了这些函数在结尾部分的不同之处

如果我用C写一个程序，看看GDB，它总是用“pop{r11，pc}作为非叶函数，用“pop{r11}”；叶函数的“bx lr”。谁能告诉我这是为什么

当我在叶函数中时。例如，如果我使用“bx lr”或“pop pc”返回到父函数，是否会产生差异

/* An epilogue of a leaf function */ 
pop    {r11}        
bx     lr           

/* An epilogue of a non-leaf function */
pop    {r11, pc}

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在叶函数中，没有其他函数调用会修改链接寄存器

lr

对于非叶函数，必须保留

lr

，方法是将其推到堆栈中（函数前面未显示的地方）

非叶函数的结束语可以重写：

pop    {r11, lr}
bx     lr

然而，这又是一条指令，因此效率稍低

我正在努力学习组装

我有一个关于在非叶函数和叶函数的尾声中使用LR寄存器和PC寄存器的问题

这是汇编程序之美和痛苦的一部分。任何东西的使用都没有规则。由您决定需要什么。请参阅：因为它可能会有所帮助

…对于非叶函数，它总是使用

pop{r11，pc}

，对于叶函数，它总是使用

pop{r11}；bx lr

。有人能告诉我这是为什么吗

“C”编译器是不同的。它有称为ABI的规则。最新版本称为“AAPCSfor”或“ATPCS for”。这些规则的存在使得不同的编译器可以相互调用函数。注意1 Ie，工具可以运行。您可以在汇编程序中使用此“规则”，也可以忽略它。例如，如果您的目标是与编译器代码，您需要遵循ABI规则

一些规则说明了需要在堆栈上推送什么以及如何使用寄存器。叶子不同的“原因”是它更高效。写入寄存器

lr

比内存快得多（推送到堆栈）。当它是一个非叶函数时，那里的函数调用将破坏现有的

lr

，之后您将不会返回正确的位置，因此lr被推到堆栈中以使事情正常工作

当我在叶函数中时。例如，如果我使用“bx lr”或“pop pc”返回到父函数，是否会产生差异

bx lr比pop pc快，因为一个使用内存，另一个不使用。功能上它们是一样的。然而，使用汇编程序的一个常见原因是速度更快。从功能上来说，你会得到相同的执行路径，只是需要更长的时间；多少取决于内存系统对于带有TCM的Cortex-M，uld几乎可以忽略不计，对于Cortex-a CPU，uld非常高

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ARM使用登记器传递参数，因为这比在堆栈上推参数更快。请考虑此代码，

int foo(int a, int b, int c) {return a+b+c;}
int bar(int a) { return foo(a, 1, 2);}

这是一个可能的ARM代码注释2

这不是任何ARM编译器都会做的事情。惯例是使用R0、R1和R2传递参数。因为这样更快，实际生成的代码更少。但任何一种方法都可以实现同样的效果。也许

  foo:
   add r0,r0,r1  ; a = a + b
   add r0,r0,r2  ; a = a + c
   bx  lr

  bar:
   push lr     ; a = a from caller of bar.
   mov r1, #1  ; b = 1
   mov r2, #2  ; c = 2
   bl foo
   pop pc

lr

与参数有些相似。您可以将参数推到堆栈上，或将其保留在寄存器中。您可以将

lr

放在堆栈上，然后稍后将其弹出，或将其保留在堆栈中。不应低估的是，当代码使用寄存器作为对象时，它可以变得快多少移动东西通常是汇编代码不是最佳的标志。移动越多，

mov

，

push

和

pop

你的代码越慢

因此，一般来说，ABI中有很多想法使其尽可能快。较旧的APC比较新的AAPC稍慢，但它们都能工作

注1：如果打开优化，您将注意到

静态

和非静态函数之间的差异。这是因为编译器可能会忽略ABI以加快速度。静态函数可以不被其他编译器调用，并且不需要互操作

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注2：事实上，CPU设计人员对ABI考虑了很多，并考虑了寄存器的数量。寄存器太多，操作码会很大。寄存器太少，会使用大量内存而不是寄存器。

pop

只有在您之前推送某个东西时才起作用。在叶函数中，您通常不会破坏

lr

因此它通常不会被推送，因此不能被弹出，这就是为什么使用

bx-lr

的原因。非叶函数需要保存

lr

，因为调用另一个函数会破坏它，所以它被推送并且可以被弹出。也就是说，没有任何东西禁止将

lr

推送到叶函数中的堆栈，这样您就可以使用相同的prologue/epilogue.leaf或not如果函数没有修改一个必须按照调用约定保留的寄存器，那么它就不需要在堆栈上推送该寄存器。lr就是其中之一。请注意，编译器也没有推送r4、r5、r6…lr更敏感，因为只要lr用作ret，无论调用约定是什么urn地址（如果需要使用bl/blx）如果函数修改了它，您需要保留它。为了符合当前的标准，您的代码/编译器或至少显示的代码没有。lr可以是用于保持叶函数堆栈对齐的额外寄存器，而不是因为它必须这样做。听起来您看到的是始终创建帧指针的未优化代码，其他e它不必弹出任何内容（除非它保存/恢复了一些保留通话的注册表）

  foo:
   add r0,r0,r1  ; a = a + b
   add r0,r0,r2  ; a = a + c
   bx  lr

  bar:
   push lr     ; a = a from caller of bar.
   mov r1, #1  ; b = 1
   mov r2, #2  ; c = 2
   bl foo
   pop pc