在ARM架构中,寄存器是处理器内部的重要存储单元,常用于存储各种数据,包括程序执行的指令地址、数据操作数、及程序执行过程中的临时数据等,其中,堆栈指针(SP)和连接寄存器(LR)是很重要的寄存器,在程序执行中扮演着不可或缺的角色。
1、堆栈指针(SP)
堆栈指针(Stack Pointer,简称SP)是ARM处理器中用于指向当前堆栈栈顶的寄存器。在ARM架构中,堆栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,通常用于存储函数调用时的局部变量、参数以及返回地址等信息。SP寄存器始终指向堆栈的顶部,随着数据的入栈和出栈操作,SP的值会相应地增加或减少。
ARM架构支持多种异常模式,每种异常模式都有自己的独立堆栈和堆栈指针。这意味着当处理器进入异常模式时,它可以使用专用的堆栈来保存当前模式的状态信息,从而确保在异常处理完成后能够正确地恢复到之前的执行状态。
2、连接寄存器(LR)
连接寄存器(Link Register,简称LR)在ARM架构中用于保存函数调用的返回地址。当执行一个函数调用指令(如BL或BLX)时,处理器会自动将返回地址(即调用指令的下一条指令的地址)保存到LR寄存器中。在函数执行完毕后,处理器会将LR寄存器中的值复制到程序计数器(PC)中,从而实现函数的返回操作。
LR寄存器的一个关键特性是它在函数调用中的自动保存和恢复功能。这使得程序员无需手动管理返回地址,从而简化了函数调用的实现过程。此外,LR寄存器还支持嵌套函数调用,即在一个函数内部调用另一个函数时,每个函数的返回地址都会被自动保存到LR寄存器中,形成一个返回地址链。当最内层的函数执行完毕后,处理器会按照返回地址链的顺序依次返回到上一层函数,直到最终返回到最初的调用点。
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