函数调用与栈：LR 到底保存在哪里？

在 Cortex-M 中，函数调用和栈帧的关系可以一句话概括：

函数调用产生返回地址，返回地址先放在 LR；如果当前函数还要继续调用其他函数，就需要把 LR 保存到自己的栈帧中。

1. 函数调用：返回地址先进入 LR

例如：

void A(void)
{
    B();
}

执行：

BL B

BL 做两件事：

PC → B()
LR ← B()执行结束后返回A的位置

所以此时：

LR = 返回地址
PC = B

LR 是寄存器，不是栈。

---

2. 为什么 LR 还要保存到栈？

假设：

void B(void)
{
    C();
}

进入 B() 后：

LR = 返回 A 的地址

但是 B 又执行：

BL C

这时：

LR = 返回 B 的地址

原来“返回 A 的地址”就被覆盖了。

所以 B 通常会在进入函数时：

PUSH {r4, lr}

把 LR 保存到B 自己的栈帧。

image-20260821214324498

B 的栈帧

┌──────────────┐
│ 保存的 LR     │ ← 返回 A 的地址
│ 保存的 R4     │
│ 局部变量      │
└──────────────┘

于是 B 可以放心调用 C。

---

3. 函数返回时

B 执行完：

POP {r4, pc}

恢复之前保存的 LR，同时把它恢复到 PC：

保存的 LR
   ↓
  PC
   ↓
返回 A

所以整个过程可以记成：

A 调用 B
   ↓
BL B
   ↓
返回地址 → LR
   ↓
B需要继续调用其他函数？
   ↓
是
   ↓
LR → 保存到 B 的栈帧
   ↓
B 调用 C
   ↓
B 返回
   ↓
恢复 LR → PC
   ↓
回到 A

4. 和 FreeRTOS 任务切换的联系

普通函数调用：

LR
 ↓
必要时保存到当前函数栈帧

FreeRTOS 任务切换：

CPU上下文
 ↓
保存到当前任务自己的栈
 ↓
切换 PSP
 ↓
恢复下一个任务的上下文

所以本质上都是：

把“以后还要继续执行所需要的现场”保存起来。

区别只是：

函数调用保存的是函数调用现场；任务切换保存的是整个任务的运行现场。