ATPCS:为什么函数参数个数最好不要超过4个

有人建议说,函数的参数个数最好不要超过4个,这是为什么呢?

这里就涉及到我们的硬件平台了,对于ARM体系来说,不同语言撰写的函数之间相互调用(mix calls)遵循的是 ATPCS(ARM-Thumb Procedure Call Standard),ATPCS主要是定义了函数调用时参数的传递规则以及如何从函数返回。


简单ATPCS寄存器的使用规则(内容来自网上):
1. 子程序通过寄存器R0~R3来传递参数. 这时寄存器可以记作: A0~A3 , 被调用的子程序在返回前无需恢复寄存器R0~R3的内容.
2. 在子程序中,使用R4~R11来保存局部变量,这时寄存器R4~R11可以记作: V1~V8 .如果在子程序中使用到V1~V8的某些寄存器,子程序进入时必须保存这些寄存器的值,在返回前必须恢复这些寄存器的值,对于子程序中没有用到的寄存器则不必执行这些操作.在THUMB程序中,通常只能使用寄存器R4~R7来保存局部变量.
3.寄存器R12用作子程序间scratch寄存器,记作ip; 在子程序的连接代码段中经常会有这种使用规则.
4. 寄存器R13用作数据栈指针,记做SP,在子程序中寄存器R13不能用做其他用途. 寄存器SP在进入子程序时的值和退出子程序时的值必须相等.
5. 寄存器R14用作返回寄存器,记作lr ; 它用于保存子程序的返回地址,如果在子程序中保存了返回地址,则R14可用作其它的用途.
6. 寄存器R15是程序计数器,记作PC ; 它不能用作其他用途.
7. ATPCS中的各寄存器在ARM编译器和汇编器中都是预定义的.


子程序结果返回规则
1.结果为一个32位的整数时,可以通过寄存器R0返回.
2.结果为一个64位整数时,可以通过R0和R1返回,依此类推.
3.结果为一个浮点数时,可以通过浮点运算部件的寄存器f0,d0或者s0来返回.
4.结果为一个复合的浮点数时,可以通过寄存器f0-fN或者d0~dN来返回.
5.对于位数更多的结果,需要通过调用内存来传递.

通过上面第一条,可理解为什么函数参数最好不要超过四个了。ATPCS建议函数的形参不超过4个,如果形参个数少于或等于4,则形参由R0,R1,R2,R3四个寄存器进行传递;若形参个数大于4,大于4的部分必须通过堆栈进行传递。

当然我们也可以反汇编一段程序看看具体寄存器与参数的关系。

int func_1(int a, int b, int c, int d)
{
    return a + b + c + d;
}

int func_2(int a, int b, int c, int d, int e, int f)
{
    return a + b + c + d + e + f;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    func_1(11, 22, 33, 44);
    func_2(11, 22, 33, 44, 55, 66);

    return 0;
}

通过arm交叉编译工具,编译为汇编代码:arm-linux-gcc -S atpcs.c -o atpcs.s

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