深入理解SP、LR和PC


深入理解ARM的這三個寄存器,對編程以及操作系統的移植都有很大的裨益。

1、堆棧指針r13(SP):每一種異常模式都有其自己獨立的r13,它通常指向異常模式所專用的堆棧,也就是說五種異常模式、非異常模式(用戶模式和系統模式),都有各自獨立的堆棧,用不同的堆棧指針來索引。這樣當ARM進入異常模式的時候,程序就可以把一般通用寄存器壓入堆棧,返回時再出棧,保證了各種模式下程序的狀態的完整性。

2、連接寄存器r14(LR):每種模式下r14都有自身版組,它有兩個特殊功能。

    (1)保存子程序返回地址。使用BL或BLX時,跳轉指令自動把返回地址放入r14中;子程序通過把r14復制到PC來實現返回,通常用下列指令之一:
                        MOV PC, LR 
                        BX LR

    通常子程序這樣寫,保證了子程序中還可以調用子程序。
                         stmfd sp!, {lr}
                         ……
                         ldmfd sp!, {pc}

    (2)當異常發生時,異常模式的r14用來保存異常返回地址,將r14如棧可以處理嵌套中斷。

3、程序計數器r15(PC):PC是有讀寫限制的。當沒有超過讀取限制的時候,讀取的值是指令的地址加上8個字節,由於ARM指令總是以字對齊的,故bit[1:0]總是00。當用str或stm存儲PC的時候,偏移量有可能是8或12等其它值。在V3及以下版本中,寫入bit[1:0]的值將被忽略,而在V4及以上版本寫入r15的bit[1:0]必須為00,否則后果不可預測。


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