STM32的通用目的寄存器

通用目的寄存器

 1. 寄存器组。Cortex-M4有16个用于数据处理和程序控制的寄存器，称为寄存器组，依次被标记为R0~R15。R0~R12是32位通用寄存器(general purpose register)。其中前8个寄存器R0~R7被称为低寄存器，因为访问空间的限制，大多数16位指令只能够访问low registers。而R8 ~R12称为高寄存器，能被32位和几个特殊的16位指令访问，R0~ R12的初始值是未定义的。

2. R13为栈指针SP(stack pointer) 。通过PUSH和POP指令访问栈空间内存（即系统的SRAM区）。物理上存在两个栈空间指针：主栈指针（Main Stack Pointer，MSP）和进程栈指针（Process Stack Pointer，PSP）。其中MSP是默认的栈指针，系统复位或运行在处理（Handler）模式下时，通过R13访问的是MSP， 而PSP只能在线程（Thread）模式下使用。至于使用的是哪个栈指针由CONTROL寄存器控制/配置（仅在Thread Mode下才可设置CONTORL寄存器），但在同一时间只有一个栈指针工作。 MSP和PSP都是32位的寄存器，它们的低两位总是0，对这两个位的写操作不起作用。对于Cortex-M3/4处理器，PUSH和POP指令总是32位的，栈操作的地址也必须对齐到32位的字边界上。 一般用到RTOS时才会使用PSP，此时RTOS内核与应用任务的栈是相互独立的。PSP得初始值未定义，而MSP（用于OS内核的SP）的初始值则需要在复位流程中从存储器的第一个字中取出。 在编译器中，可以通过R13或SP来访问堆栈，具体访问的是MSP和PSP由当时环境决定。

3. R14为链接寄存器LR (Link Register)。它被用于在调用函数或者执行子程序时，记录返回地址，在函数或子程序结束时，程序控制可以通过将LR的数值加载到程序计数器PC中，从而返回到调用程序的调用点处，并继续执行。在发生函数或子程序调用时，LR的值会被自动更新，如果被调用的函数在执行过程中仍需要调用其他函数， 则需要先把LR的值压栈保存，否则前一次调用函数的返回地址将丢失。在异常或中断服务函数执行时，LR中写入一个EXC_RETURN，表示异常返回，之后该数值会在异常或中断处理结束时触发异常或中断返回。

4. R15为程序计数器PC (Program Counter)，可读可写。取指令操作后，返回PC的值为当前指令地址加4。 通过写操作修改PC的值或者跳转指令，将导致程序执行地址的跳转。因为指令必须半字或者整字对齐，所以PC的最低位（LSB）总为0。 但是通过跳转等语句更新PC时，需要将PC的最低位置1，以标识Thumb状态，否则会由于使用不支持的ARM指令而触发错误异常。对于C语言编程，不需要考虑这一点，因为编译器已经帮我们完成了这一操作。对于高级编程语言，包括C和C++编译器会自动将C/C++代表转为32位的Thumb2代码。