ARM寄存器R13/R14/R15

寄存器R13在ARM指令中常用作堆栈指针SP，但这只是一种习惯用法，用户也可使用其他的寄存器作为堆栈指针，而在Thumb指令集中，某些指令强制性的要求使用R13作为堆栈指针。

由于处理器的每种运行模式均有自己独立的物理寄存器R13，在用户应用程序的初始化部分，一般都要初始化每种模式下的R13，使其指向该运行模式的栈空间。这样，当程序的运行进入异常模式时，可以将需要保护的寄存器放入R13所指向的堆栈，而当程序从异常模式返回时，则从对应的堆栈中恢复，采用这种方式可以保证异常发生后程序的正常执行。

寄存器R14称为子程序链接寄存器LR(Link Register)，当执行子程序调用指令(BL)时，R14可得到R15(程序计数器PC)的备份。

在每一种运行模式下，都可用R14保存子程序的返回地址，当用BL或BLX指令调用子程序时，将PC的当前值复制给R14，执行完子程序后，又将R14的值复制回PC，即可完成子程序的调用返回。以上的描述可用指令完成。
执行以下任意一条指令：

MOV PC, LR
BX LR

在子程序入口处使用以下指令将PC存入堆栈：

STMFD SP！,{<registers>, LR}

对应的，使用以下指令可以完成子程序返回：

LDMFD SP！,{<registers>, PC}

R14也可作为通用寄存器。

寄存器R15用作程序计数器(PC)，在ARM状态下，位[1:0]为0，位[31:2]用于保存PC，在Thumb状态下，位[0]为0，位[31:1]用于保存PC（在ARM 状态下，R15 的值总是能被4 整除，也就是R15 寄存器的最低2 位总是 0；Thumb 状态下，R15 的值总是能被2 整除，也就是R15 寄存器的最低位总是0。）。
由于ARM体系结构采用了多级流水线技术，对于ARM指令集而言，PC总是指向当前指令的下两条指令的地址，即PC的值为当前指令的地址值加8个字节程序状态寄存器。

需要注意的是当使用STR/STM保持R15时，保存的可能是当前指令地址值加8字节，也可能是加12字节，到底是哪种方式，取决于芯片具体设计方式。可以通过代码开验证芯片使用的是哪种实现方式：

SUB R1, PC, #4    #R1中存放下面STR指令的地址
STR PC, [R0]     #将PC=STR地址+offset保存到R0中
LDR R0, [R0]
SUB R0, R0, R1    #offset = PC - STR地址

R0返回该芯片所采用的地址偏移量。

这种读取PC值和写入PC值得不对称的操作需要注意。如指令 MOV PC, PC 将程序跳转到当前指令下面的第2条指令处执行。第2个PC寄存器读出的值为当前指令的地址加8，这样对ARM指令而言写入PC寄存器的是当前指令下面的第2条指令的地址。类似的指令还有ADD PC, PC, #0。

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