【ARMv8/v9 系统寄存器 4 -- ARMv8 通用寄存器详细介绍】

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文章目录

- ARMv8 通用寄存器
- - 通用寄存器
  - X30 寄存器和链接寄存器（LR）
  - 程序计数器（PC）
  - ARMv8 X30和PC之间的关系
  - 小结

ARMv8 通用寄存器

在ARMv9架构中（这也适用于ARMv8，因为ARMv9是其进化版本），有31个64位的通用目的寄存器（General Purpose Registers, GPRs），编号从x0到x30。这些寄存器用于日常的数据操作和函数参数传递。另外，还有一个程序计数器（Program Counter, PC），它不被计算在通用寄存器之中。

通用寄存器

x0-x30: 这些是64位的通用寄存器。当用于32位操作时，它们被引用为w0-w30，此时只操作每个寄存器的低32位，高32位的行为是未定义的。

X30 寄存器和链接寄存器（LR）

x30: 在ARM架构中，x30有特殊的用途，它也被称为链接寄存器（Link Register, LR）。当执行分支并链接（Branch and Link, BL）指令时，目标地址存入PC寄存器，而返回地址（即BL指令的下一条指令的地址）存入x30寄存器。这使得函数可以通过返回到x30中保存的地址来返回，通常通过ret指令实现。

程序计数器（PC）

PC: 程序计数器在ARM架构中是一个隐藏的寄存器，用于存储当前执行指令的地址。在大多数情况下，PC寄存器指向当前指令地址加上一个固定的偏移量（在ARMv8和ARMv9中通常是4字节，即下一条指令的地址），因为ARM指令是流水线执行的。

ARMv8 X30和PC之间的关系

函数调用: 当一个函数被调用时，BL指令被用来跳转到函数的起始地址，同时将返回地址（调用点的下一条指令的地址）保存到x30中。函数执行完毕后，可以通过ret指令跳转回到x30（LR）中保存的地址，从而返回到函数调用的地方。
异常和中断处理: 在处理异常和中断时，返回地址、状态寄存器和其他重要信息被自动保存到系统控制寄存器中，以便处理程序可以在处理完成后准确地返回到被中断的点。x30（LR）在这个过程中也可能被用来保存返回地址，尤其是在异常或中断处理程序中调用子函数时。