2021年09月15日 | ARM-GCC对于函数指针调用的编译有错误？【已经找到原因】

函数指针是实现回调函数的基础，回调函数是C程序架构的基础。所以函数指针的重要性不言而喻。然而最近在ARM开发板上测试程序时，发现函数指针虽然能编译通过，但是运行时确总是报错。如下是一个最简单的测试程序源码。

static void test()

{

    puts("testn");

}

static void(*f)() = test;

void Main(void)

{

    led_init();

    key_init();

    io_init(0);

    f();

    while(1){

        puts("-------hello from main()----------n");

        delay(100000);

    }

}

使用gcc -S编译得到的汇编代码如下：

    .cpu arm10tdmi

    .eabi_attribute 20, 1

    .eabi_attribute 21, 1

    .eabi_attribute 23, 3

    .eabi_attribute 24, 1

    .eabi_attribute 25, 1

    .eabi_attribute 26, 2

    .eabi_attribute 30, 6

    .eabi_attribute 34, 0

    .eabi_attribute 18, 4

    .file   "main.c"

    .section    .rodata

    .align  2

.LC0:

    .ascii  "test1200"

    .text

    .align  2

    .syntax unified

    .arm

    .fpu softvfp

    .type   test, %function

test:

    @ args = 0, pretend = 0, frame = 0

    @ frame_needed = 1, uses_anonymous_args = 0

    push    {fp, lr}

    add fp, sp, #4

    ldr r0, .L2

    bl  puts

    nop

    pop {fp, pc}

.L3:

    .align  2

.L2:

    .word   .LC0

    .size   test, .-test

    .data

    .align  2

    .type   f, %object

    .size   f, 4

f:

    .word   test

    .section    .rodata

    .align  2

.LC1:

    .ascii  "-------hello from main()----------1200"

    .text

    .align  2

.LC1:

    .ascii  "-------hello from main()----------1200"

    .text

    .align  2

    .global Main

    .syntax unified

    .arm

    .fpu softvfp

    .type   Main, %function

Main:

    @ args = 0, pretend = 0, frame = 0

    @ frame_needed = 1, uses_anonymous_args = 0

    push    {fp, lr}

    add fp, sp, #4

    bl  led_init

    bl  key_init

    mov r0, #0

    bl  io_init

    ldr r3, .L6

    ldr r3, [r3]

    blx r3

.L5:

    ldr r0, .L6+4

    bl  puts

    ldr r0, .L6+8

    bl  delay

    b   .L5

.L7:

    .align  2

.L6:

    .word   f

    .word   .LC1

    .word   100000

    .size   Main, .-Main

    .ident  "GCC: (GNU) 6.2.0"

    .section    .note.GNU-stack,"",%progbits

可见函数指针调用时，被编译成了BLX指令。这个指令是跳转并且换运行状态（ARM和THUMB切换）。显然这样编译是错误的，还请高手帮忙分析一下，到底是哪里出了问题？

是需要特殊的编译参数吗？

头疼！！！

2016-12-20 更新：

已经找到原因，关键点如下：

GCC把绝对地址调用（包括函数指针调用）编译为BLX Rn指令。BX，BLX指令用于绝对跳转（B，BL则用于跳转），转到Rn中包含的地址。总之，其中的X有两个意思：（1）表示根据Rn的最低位是否为0，确定是否进行ARM/Thum切换。（2）可以绝对地址跳转。

S3C2440A的指令集中没有BLX，只有BX。故运行时会无效指令错误。

解决思路：

（1）给GCC适当的参数运行，来避免生成BLX指令。目前尚不清楚需要什么参数选项。

（2）利用Undefined异常处理程序来模拟BLX指令。这个看起来复杂，实现起来其实非常简单，已经在v0.9中实现。