ARM7 LPC2378 远程升级----PC、SP、LR寄存器

1.程序计数器PC(寄存器 R15)
简单理解：指向正在取指的地址

详细解析:处理器要执行的程序（指令序列）都是以二进制代码序列方式预存储在计算机的存储器中，处理器将这些代码逐条地取到处理器中再译码、执行，以完成整个程序的执行（ARM处理器使用流水线来增加处理器指令流的速度，这样可使几个操作同时进行，并使处理与存储器系统之间的操作更加流畅，流水线使用三个阶段，因此指令分为三个阶段执行：1.取指（从存储器装载一条指令）；2.译码（识别将要被执行的指令）；3.执行（处理 指令并将结果写回寄存器））。为了保证程序能够连续地执行下去，CPU必须具有某些手段来确定下一条取指指令的地址。程序计数器（PC)正是起到这种作用，所以通常又称之为‘指令计数器’。CPU总是按照PC的指向对指令序列进行取指、译码和执行，也就是说，最终是PC 决定了程序运行流向。故而，程序计数器（PC ）属于特别功能寄存器范畴，不能自由地用于存储其他运算数据.在程序开始执行前，将程序指令序列的起始地址，即程序的第一条指令所在的内存单元地址送入PC，CPU 按照 PC的指示从内存读取第一条指令（取指）。当执行指令时，CPU自动地修改PC 的内容，即每执行一条指令PC增加一个量，这个量等于指令所含的字节数（指令字节数），使 PC总是指向下一条将要取指的指令地址。由于大多数指令都是按顺序来执行的，所以修改PC 的过程通常只是简单的对PC 加“指令字节数”。当程序转移时，转移指令执行的最终结果就是要改变PC的值，此PC值就是转去的目标地址。处理器总是按照PC指向取指、译码、执行，以此实现了程序转移。

例：

bx LR

的作用等同于

mov PC,LR

即跳转到lr中存放的地址处。

2.堆栈指针寄存器 SP (寄存器 R13)
ARM处理器中通常将寄存器R13作为堆栈指针（SP）。ARM处理器针对不同的模式，共有 6 个堆栈指针（SP），其中用户模式和系统模式共用一个SP，每种异常模式都有各自专用的R13寄存器（SP）。它们通常指向各模式所对应的专用堆栈，也就是ARM处理器允许用户程序有六个不同的堆栈空间,ARM处理器中的R13被用作SP。当不使用堆栈时，R13 也可以用做通用数据寄存器.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。

3.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R14存入堆栈：
STMFD SP！,{,LR}
对应的，使用以下指令可以完成子程序返回：
LDMFD SP！,{,PC}

R14可作为通用寄存器，它有两个特殊功能：

1，在每种模式下，模式自身的 R14 版本用于保存子程序返回地址；

2，当发生异常时，将 R14 对应的异常模式版本设置为异常返回地址（有些异常有一个小的固定偏移量）

就用上面所举的例子：bx LR

的作用等同于

mov PC,LR

即跳转到lr中存放的地址处。

那么LR存放的是什么地址呢？

在ARM体系结构中LR的特殊用途有两种：一是用来保存子程序返回地址；二是当异常发生时，LR中保存的值等于异常发生时PC的值减4（或者减2,对于ARM指令是减4，对于Thumb指令是减2），因此在各种异常模式下可以根据LR的值返回到异常发生前的相应位置继续执行。