ARM GCC生成函数序言

Question

我提到ARM工具链可以生成不同的函数序言.实际上,我看到了两个完全不同的功能序言的obj文件(vmlinux):

第一种情况看起来像:

push {some registers maybe, fp, lr} (lr ommited in leaf function)

第二种情况如下:

push {some registers maybe, fp, sp, lr, pc} (i can confuse the order)

所以当我看到第二个推动额外的pc和sp.此外,我在崩溃实用程序(kdump项目)中看到了一些注释,其中内核堆栈框架应该具有格式{...,fp,sp,lr,pc}让我更加困惑的是,因为我看到在某些情况下它不是真正.

1.)我是否正确需要一些gcc额外的标志来推动额外的pc和sp在功能prolog？如果是的话他们是什么？

2.)这用于什么？基本上,据我所知,我可以只用FP和LR展开堆栈,为什么我需要这个额外的值？

3.)如果这个东西没有编译标志 - 我怎么能强制生成这个扩展函数prolog,又是什么目的？

谢谢.

Answer 1

1.) 我关于在函数序言中额外推送 pc 和 sp 需要一些 gcc 额外标志的说法正确吗？如果是的话，它们是什么？

有许多 gcc 选项会影响堆栈帧（-march例如-mtune， 、 等可能会影响所使用的指令）。就你而言，它是-mapcs-frame。此外，-fomit-frame-pointer将从叶函数中删除框架。多个静态函数可以合并到一个生成函数中，进一步减少帧数。APCS可能会导致代码稍微慢一些，但对于简单的堆栈跟踪来说是必需的。

2.) 这是做什么用的？基本上，据我所知，我只能使用 FP 和 LR 来展开堆栈，为什么我需要这个附加值？

所有非参数（r0-r3）的寄存器都需要保存，因为它们在返回给调用者时需要恢复。编译器将在堆栈上分配额外的局部变量，因此sp在更改时几乎总是会更改fp。至于为什么pc要存储，请参见下文。

3.）如果这件事与编译标志无关 - 我如何强制生成此扩展函数序言，目的是什么？

正如您所猜测的，它是编译器标志。

; Prologue - setup
mov     ip, sp                 ; get a copy of sp.
stm     sp!, {fp, ip, lr, pc}  ; Save the frame on the stack. See Addendum
sub     fp, ip, #4             ; Set the new frame pointer.
    ...
; Epilogue - return
ldm     sp, {fp, sp, lr}       ; restore stack, frame pointer and old link.
    ...                        ; maybe more stuff here.
bx      lr                     ; return.

典型的保存stm sp!, {fp, ip, lr, pc}和恢复是ldm sp, {fp, sp, lr}. 如果您检查 ABI/APCS 文档，这是正确的。请注意，没有“！” 尝试修复堆栈。它是从存储的ip值中显式加载的。

pc另外，尾声中不使用保存的内容。它只是堆栈上丢弃的数据。那么为什么要这样做呢？异常处理程序（中断、信号或 C++ 异常）和其他堆栈跟踪机制想要知道谁保存了帧。ARM 始终只有一个函数序言（一个入口点）。然而，有多个出口。在某些情况下， return likereturn function();实际上可能会变成 a b functionin the Maybe more stuff here。这称为尾调用。此外，当在例程中间调用叶子函数并发生异常时，它将看到PC叶子的范围，但叶子可能没有调用框架。通过保存pc，可以在 leaf 中发生异常时检查调用帧，以了解谁真正保存了堆栈。可以存储与析构函数等的表pc，以允许释放对象或弄清楚如何调用信号处理程序。当跟踪堆栈时，额外的功能pc非常好，并且由于管道衬里，操作几乎是免费的。

另请参阅：ARM 链接和帧寄存器问题，了解编译器如何使用这些寄存器。