ARM에 사용되는 Register

R13 : 스택 포인터(Stack Pointer) - 스택 구조를 사용하는 소프트웨어에서 스택의 꼭대기(Stack Top)을 표시하기 위한 용도로 스택 포인터(SP)를 사용한다. 

R14 : 링크 레지스터(Link Register) - C언어의 함수 호출(Function Call) 등 서브 루틴 분기가 발생하는 소프트웨어에서 서브 루틴 수행이 끝난 후 돌아갈 위치(Return Address)의 저장을 위해 링크 레지스터(LR)을 사용한다. 이후에 설명할 명령어 중 BL, BLX 등 분기(Branch) 명령어는 분기 동작을 하면서 동시에 리턴 어드레스를 R14에 자동으로 저장한다. 그리고 인터럽트나 익셉션(exception)이 발생 했을 때에도 ARM 프로세서는 리턴 어드레스를 자동으로 R14에 저장한다. 따라서 R14를 범용 레지스터로 사용할 때는 분기 명령어나 인터럽트, 익셉션 등이 자동으로 입력하는 주소 값이 유실되지 않도록 주위를 기울여야 한다. 필자가 추천하는 가장 좋은 방법은 R14는 범용 레지스터로 사용하지 않고 링크 레지스터로만 사용하는 방법이다.

R15 : 프로그램 카운터(Program Counter) - 메모리에서 명령어를 읽어서 실행하는 프로세서는 현재 실행 중인 명령어의 위치를 가리키는 프로그램 카운터(PC)를 유지하고 있어야 한다. ARM은 이 프로그램 카운터로 R15를 사용한다. 명령어 한 개를 실행하고 나면 PC는 다음 명령어를 가리키기 위해 명령어 하나 크기만큼 증가해야 한다. 따라서 ARM 상태일 때는 워드(word) 단위로 명령어들이 정렬되어 있고, Thumb 상태일 때는 하프 워드(halfword) 단위로 명령어들이 정렬되어 있으므로 명령어 하나를 해석할 때마다 ARM 상태에서는 4바이트가 증가하고 Thumb 상태에서 2바이트가 증가한다.

FIQ, IRQ, SVC, ABT, UND 모드는 특권 모드이다. 특권 모드에는 CPSR의 데이터를 저장, 백업하는 용도로 Saved Program Status Register(SPSR)을 두고 있다. SPSR의 구성은 CPSR과 동일하다.

SP, LR, SPSR은 각 모드에 별도로 가지고 있다. 그리고 FIQ 모드에는 R8-R12까지 범용 레지스터도 별도로 가지고 있다. 레지스터를 공유하게 되면 동작 모드가 변했을 때 이전 동작 모드의 데이터를 백업하고 레지스터를 사용해야 한다. 왜냐하면 동작 모드의 변경은 일종의 인터럽트이기 때문에 이전 동작 모드에서의 컨텍스트 흐름을 보장해야 하기 때문이다. FIQ 모드에는 조금이라도 빠른 수행 속도를 만들어 주기 위해 R8-R12까지를 전용 범용 레지스터로 추가 배정이 되어 있어서 레지스터 백업 절차 없이 바로 사용이 가능하다.

FIQ 모드의 R8-R12 레지스터와 FIQ, SVC, ABT, IRQ, UND 각 특권 모드의 R13(SP), R14(LR), SPSR 레지스터는 동작 모드가 바뀌면 다른 동작 모드의 레지스터 값과는 상관없이 해당 동작 모드에서만 사용할 수 있는 전용 레지스터로 변경된다. 이와 같이 각 동작 모드에서 공유하지 않고 전용으로 사용하는 레지스터를 ARM에서는 뱅크드 레지스터(Banked Register)라고 부른다.

출처 : https://kldp.org/node/124651