一文看懂LR寄存器的知識(shí)

不知你在DEBUG程序，又或者閱讀操作系統(tǒng)源碼時(shí)候有沒細(xì)心觀察，從一個(gè)普通子函數(shù)返回與異常（中斷）返回的匯編指令都是BX LR，但是這兩者的意義是一樣的嗎？這篇文章就來揭開LR寄存器的神秘面紗。

當(dāng)單片機(jī)涉及函數(shù)跳轉(zhuǎn)或者任務(wù)調(diào)度的時(shí)候，理解MCU如何處理堆棧與改變各個(gè)通用寄存器的狀態(tài)尤為重要，下面就來比較一下在不同情況下LR寄存器的意義。

上圖是一個(gè)簡單的例子，當(dāng)仿真點(diǎn)擊“下一步”的時(shí)候，MCU就會(huì)執(zhí)行BX LR指令，并且從aa子函數(shù)返回到main函數(shù)中，可以看到在普通子函數(shù)里執(zhí)行BX LR的意義是“跳轉(zhuǎn)到LR寄存器里的地址執(zhí)行”。

對比一下一段ucos的源碼，如果對M3內(nèi)核有所了解的小伙伴一定知道堆棧為什么是這樣定義的，那么這時(shí)候我們發(fā)現(xiàn)OS_TaskReturn是作為一個(gè)錯(cuò)誤返回函數(shù)，并且賦值到堆棧中R14（LR）相應(yīng)的位置。

任務(wù)調(diào)度函數(shù)會(huì)將PSP堆棧指針指向我們定義自定義的堆棧，然后最后一句匯編是BX LR，那么按照普通子函數(shù)執(zhí)行BX LR的意義，這個(gè)時(shí)候MCU是會(huì)運(yùn)行OS_TaskReturn這個(gè)函數(shù)嗎？這樣不就進(jìn)入錯(cuò)誤函數(shù)了嗎？

其實(shí)不然，因?yàn)橛肕系列實(shí)現(xiàn)ucos的任務(wù)調(diào)度是在PendSV異常（中斷）里面實(shí)現(xiàn)的，而在異常（中斷）里的LR寄存器不再是普通函數(shù)里面“返回地址”的意義，而是一個(gè)定義為一個(gè)稱作exc-return的值，當(dāng)執(zhí)行BX LR時(shí)候，這個(gè)值決定了MCU退出異常（中斷）之后的運(yùn)行等級是在特權(quán)級還是用戶級以及用的堆棧是MSP還是PSP，而MCU即將要執(zhí)行的是從PSP堆棧中POP出來的p_task函數(shù)，而不是OS_TaskReturn函數(shù)。