Question

我试着编写一个像这样的简单测试代码（main.c）：

main.c
void test(){
}
void main(){
    test();
}

然后我使用arm-non-eabi-gcc编译和objdump来获取汇编代码：

arm-none-eabi-gcc -g -fno-defer-pop -fomit-frame-pointer -c main.c
arm-none-eabi-objdump -S main.o > output

汇编代码将推送r3和lr寄存器，即使函数什么都没做。

main.o:     file format elf32-littlearm

Disassembly of section .text:

00000000 <test>:
void test(){
}
   0:   e12fff1e        bx      lr

00000004 <main>:
void main(){
   4:   e92d4008        push    {r3, lr}
        test();
   8:   ebfffffe        bl      0 <test>
}
   c:   e8bd4008        pop     {r3, lr}
  10:   e12fff1e        bx      lr

我的问题是为什么arm gcc选择将r3推入堆栈，甚至test（）函数从不使用它？ gcc只是随机选择1个寄存器来推送吗？如果堆栈对齐（ARM的8个字节）要求，为什么不只是减去sp？感谢。

==================更新==========================

@KemyLand对于你的回答，我有另一个例子：源代码是：

void test1(){
}
void test(int i){
        test1();
}
void main(){
        test(1);
}

我使用上面相同的编译命令，然后获得以下程序集：

main.o:     file format elf32-littlearm


Disassembly of section .text:

00000000 <test1>:
void test1(){
}
   0:   e12fff1e        bx      lr

00000004 <test>:
void test(int i){
   4:   e52de004        push    {lr}            ; (str lr, [sp, #-4]!)
   8:   e24dd00c        sub     sp, sp, #12
   c:   e58d0004        str     r0, [sp, #4]
        test1();
  10:   ebfffffe        bl      0 <test1>
}
  14:   e28dd00c        add     sp, sp, #12
  18:   e49de004        pop     {lr}            ; (ldr lr, [sp], #4)
  1c:   e12fff1e        bx      lr

00000020 <main>:
void main(){
  20:   e92d4008        push    {r3, lr}
        test(1);
  24:   e3a00001        mov     r0, #1
  28:   ebfffffe        bl      4 <test>
}
  2c:   e8bd4008        pop     {r3, lr}
  30:   e12fff1e        bx      lr

如果第一个例子中的push {r3，lr}是使用较少的指令，为什么在这个函数test（）中，编译器不只是使用一条指令？

push {r0, lr}

它使用3条指令而不是1条。

push {lr}
sub sp, sp #12
str r0, [sp, #4]

顺便说一句，为什么它以12为子进行sub sp，堆栈是8字节对齐的，它可以只用4对子进行分配？

Answer 1

根据Standard ARM Embedded ABI，r0到r3用于将参数传递给函数及其返回值，同时lr（aka：{{ 1}}）是链接寄存器，其目的是保存函数的返回地址。

很明显，r14必须保存，否则lr将无法返回其来电者。

现在众所周知，每条ARM指令需要32位，正如您所提到的，ARM的调用堆栈对齐要求为8字节。而且，作为奖励，我们使用嵌入式 ARM ABI，因此应优化代码大小。因此，使用单个32位指令同时保存main()并通过按下未使用的寄存器（lr来对齐堆栈，因为r3确实更有效率不接受参数也不返回任何东西），然后弹出一个32位指令，而不是添加更多指令（因而浪费宝贵的内存！）来操纵堆栈指针。

毕竟，结论这只是GCC的优化，这是非常符合逻辑的。

为什么ARM gcc在函数开头将r3和lr寄存器写入堆栈？

1 个答案: