Понимание манипулирования стеком сборки

Question

Я пишу тестовую программу SDRAM на голой металлической ARM. Я написал это на C, но теперь я хочу изменить сгенерированную сборку, чтобы программа не использовала sdram, что подразумевает, среди прочего, отсутствие стека.

Я недавно начал изучать сборку ARM, и я не понимаю, как сборка, сгенерированная компилятором, использует стек в следующем коде (и я не могу найти ответ, прочитав ARM ARM:/). 32-разрядное значение переменной помещается в стек, но почему push резервирует 3 раза по 32 бита в начале функции? Может кто-нибудь объяснить, пожалуйста, здесь манипуляции со стеком?

Код C:

/* ugly to have it as global but it reduces stack usage*/                                              
unsigned int const led_port[]= {0,0,1,1,2,2,3,3,4,4};
unsigned int const led_value_on[]={0x90,0x9,0x90,0x9,0x90,0x9,0x90,0x9,0x90,0x9};                      
unsigned int const masks[] = {0xf0,0xf,0xf0,0xf,0xf0,0xf,0xf0,0xf,0xf0,0xf};                           
unsigned int const led_value_off[]={0x80,0x8,0x80,0x8,0x80,0x8,0x80,0x8,0x80,0x8};                     

 void gbe_led_on(int i)
 {                        
         unsigned int value = 0;                                                                                
         phy_read(led_port[i], 0x10, &value);                                                                   
         value &= ~masks[i];
         value |= led_value_on[i];                                                                              
         phy_write(led_port[i], 0x10, value);
 }

Сгенерированная сборка (из gcc-arm-elf):

     <gbe_led_off>:
push    {r4, r5, r6, lr}        /* ;reserve space on the stack for 3 32 bits variables + return address */
ldr     r5, [pc, #84]   ; ffff1578 <gbe_led_off+0x60>  /*r5=led_port (array base address) */
sub     sp, sp, #8              /* sp = sp-8 (decimal 8) what does it point to??*/
ldr     r4, [r5, r0, lsl #2]    /* r4 = *(led_port+i)&0x00ff, (shift from 16 bits) */
add     r2, sp, #8              /* r2 = sp+8 (decimal 8) why???*/
mov     r6, r0                  /* r6 = i */
mov     r3, #0                  /* r3 = 0 */
mov     r0, r4                  /* r0 = led_port[i]*/
str     r3, [r2, #-4]!          /* r3 = *(sp+8-4); update r2, to which value???*/
add     r5, r5, r6, lsl #2      /* r5 = led_port[i] & 0x00ff */
mov     r1, #16                 /* r1 = 16 (decimal) */
bl      ffff13f8 <phy_read>     /* call phy_read with arguments on r0, r1, r2*/
ldr     r1, [r5, #40]   ; 0x28  /* r1 = masks[i] */
ldr     r3, [sp, #4]            /* r3 = *(sp+4) ????*/
ldr     r2, [r5, #120]  ; 0x78  /* r2 = led_value_on[i] */
bic     r3, r3, r1              /* value &= masks[i] */
orr     r3, r3, r2              /* value |= led_value_on[i] */
mov     r0, r4                  /* r0 = led_port[i] */
mov     r2, r3                  /* r2 = value  */
mov     r1, #16                 /* r1 = 16    */  
str     r3, [sp, #4]            /* *(sp+4) = value; why do we do that???*/             
bl      ffff13cc <phy_write>    /* branch to phy_write with arguments on r0,r1,r2*/
add     sp, sp, #8              /* sp = sp+8 restore stack pointer before pop? */
pop     {r4, r5, r6, pc}        /* remove 4 bytes from the stack and branch to return address */
.word   0xffff1a30

Answer 1

Толчок сохранить регистры r4, r5, а также r6 все из которых должны быть сохранены в соответствии с моделью программирования ARM. Толчок lr сохранить адрес возврата при вызове других функций, которые будут его изменять. sub 8 из стека резервирует еще 8 байтов памяти для использования другой переменной (value переменная) - используется позже str r3, [2, #-4] линия. Кроме того, ссылка филиала bl в phy_read а также phy_write также может изменять пространство стека, поэтому ваша проблема со стековой памятью может оказаться больше, чем вы думаете. Кроме того, ваш последний всплывающий комментарий о 4 байтах неверен - это 16 байт свободного места.

Теперь, какие ресурсы у вас будут доступны в оперативной памяти для использования? Вам нужно что-то или ваше unsigned int value не будет места для работы, не говоря уже о ваших звонках. Вы должны иметь что-то доступное. Если вы это сделаете, вы можете рассказать об этом вашей программе на C через скрипты компоновщика и section директивы, избавляя вас от хлопот ассемблера.