基于GCC的嵌入式程序插装技术

函数参数的一份拷贝(见②)，最后调用。insert_function_name_local函数，将当前函数名插入本地栈，并且修正栈指针(见③)。经过以上修改，得到了插装所需的所有信息，包括函数参数和函数名称的RTX表示。GCC将函数编译后生成的RTX表示以链表形式组织，最后一次性把这个RTX链表输出为后端平台的汇编码。完成这项工作的是rest_of_compilation函数，所以在调用rest_of_complilation函数前插入我们的RTX，最终完成插装，由函数inject_rtl负责完成。下面是inject_rtl的主要代码：


　　3 APCS与程序插装实现

　　编译器必须以一套统一的方法编译函数的定义和调用过程，才能确保不同语言编写的函数能相互调用。规定这些细节的便叫作"函数调用规范(Procedure Call Stand-ard)"。ARM体系结构定义了自己的函数调用规范--ARM函数调用标准(ARM Procedure Call Standard，APCS)。虽然APCS不是强制性的，但实现APCS并不困难，而且可获得统一的二进制兼容的好处，所以大部分的编译器都实现了APCS，其中包括GCC。

　　APCS中函数传递参数的定义如下：

　　◇前4个整数实参(或者更少)被装载到r0～r3。前4个整数实参(或者更少)被装载到r0～r3。

　　◇前4个浮点实参(或者更少)被装载到f0～f3。

　　◇如果参数为双字(8字节)，就必须从偶数寄存器开始放置。

　　◇如果一个参数不能完全放入寄存器中，则超过的那部分拷贝到栈中。

　　其他任何实参(如果有的话)存储在内存中，用进入函数时紧接在sp值上面的字来指向。换句话说，其余的参数被压入栈顶。所以，要想简单，最好定义接受4个或更少的整数参数的函数。

　　本文所述的插入函数只有两个整型形参，所以调用时只需将两个实参分别传入ro和rl。GCC提供emit_li-brary_call函数用来生成函数调用的RTL码，GCC将按照APCS产生正确的函数调用汇编码。函数定义在calls.c中，原型为：

插入所需函数后，需要将返回值赋值给对应的被插装函数的形参。以下是插入函数insert_parms_test_function的完整代码：



　　4 实 例

　　为便于检查插装效果，用经过修改的GCC编译一段简单的C语言程序。该程序为一个独立函数foo，接受两个整数类型的参数。具体代码如下：

从GCC输出的汇编码可以看到，foo函数的两个参数都经过钩子函数pt_hook_partns的处理更新;在pt_hook_parms函数内，可以根据测试算法返回不同的边界值，从而达到测试的目的。依照此方法，一个实际程序经过插装后，在ARM模拟器上顺利运行，并取得预期的测试效果。

　　结语

　　本文详细地论述了修改GCC增加插装功能的实现方法。按照这样的思路，成功地实现了基于ARM7芯片的嵌入式系统的动态参数边界测试，达到了预期的效果。本文所述的插装函数比较简单，没有区分参数的类型，所有参数均按照一个字大小来处理;下一步的工作是细分参数不同类型，插装不同的处理函数。作为一种通用的插装方法，在此摹础上.通过识别不同的插装点和插装不同的函数，可以实现函数调用栈检查，程序覆盖率测试，获取函数实际执行时间等需要插装技术作为基础的功能。