ARM 中暂存寄存器的用例是什么？

Question

为什么我们在 ARM 架构中有一个临时寄存器？处理器如何使用它，我的意思是这个寄存器的目的是什么？

Answer 1

为什么 ARM 架构中有暂存寄存器？
我的意思是这个寄存器的目的是什么？

它非常高效，因为暂存寄存器在使用前不需要保存。您至少需要一个暂存寄存器来执行许多函数序言和尾声活动。

处理器如何使用它

它只是处理器的常规寄存器。

ARM 中没有“临时寄存器”。您可以将其称为“调用者”保存的寄存器；但这是 EABI/AAPCS 或您可能遵守的任何内容。它不在“架构”内部。它是用于代码互操作的约定。这可以包括操作系统调用、库调用和工具互操作（跨语言调用）。根据您使用的软件基础设施/工具，不同但非常相似的标准可能会有效。

对于传统的 ARM，有四个“调用者”保存的寄存器。它们是r0-r3。它们也是函数的参数和返回值。互操作的例程可以将 r0-r3 用于任何目的，即使它们不是参数列表的一部分。例如，像这样的例程void foo(void)甚至不需要 r0，但例程可以使用 r0 而不保存它。如果 r0 很重要，则调用 的例程foo()必须保存它。在这种情况下，r0-r3 是短期寄存器或暂存寄存器。与寄存器 r4-r11 相比，^请注意如果要使用它们，则必须将其保存（在堆栈上）。

r12 或 r12ip通常对于汇编程序来说并不特殊，也可以被视为暂存寄存器。r12是一个划痕，但原因与 r0-r3 不同。 r12不用作参数寄存器，因此可以由序言代码（例程的开始）使用。

如果您希望在“回溯”中使用您的例程，可能还有其他限制。您可以使用伪操作将您的例程标记为“不可追踪”，以进行堆栈回溯.cantunwind。这不是 ARM 汇编程序，而是 ELF 文件中的“元数据”。这种情况下，可以使用r14(lr)作为保存寄存器；没有一点划痕。

在纯汇编项目中，所有寄存器都可以是暂存寄存器。例如，启动处理器的初始代码通常不需要保存任何内容，并且所有寄存器都是临时的。堆栈指针可能是一个例外。

注意： 有些系统会专门使用r9，但很少见。u-boot 就是一个例子。r9 从来都不是暂存寄存器。

参考

• ARM 链接和帧指针
• ARM 'C' 调用约定
• 函数序言和结语
• ARM 堆栈跟踪- 用于当前 AAPCS 回溯。
• R12 和 APCS

Answer 2

来自Arm 架构的过程调用标准：

暂存寄存器/临时寄存器用于在计算过程中保存中间值的寄存器（通常，此类值在程序源中未命名并且具有有限的生命周期）。

如果调用函数，则临时寄存器中的值可能在函数调用后已更改。因此，函数的调用者必须确保在仍需要这些值时保存这些值。与被调用者安全寄存器相比，它们也称为调用者安全寄存器。这些由被调用的函数保存。因此，如果必须临时存储值，则首先使用临时寄存器，因为它们不必事先保存。