Question

我正在使用具有SysTick中断的TI LM3S811（较旧的Cortex-M3）以10Hz触发。这是ISR的主体：

void SysTick_Handler(void)
{
    __asm__ volatile("sub r4, r4, #32\r\n");
}

这会产生以下程序集，-O0和-fomit-frame-pointer与gcc-4.9.3。 STKALIGN位为0，因此堆栈是4字节对齐的。

00000138 <SysTick_Handler>:
 138:   4668        mov r0, sp
 13a:   f020 0107   bic.w   r1, r0, #7
 13e:   468d        mov sp, r1
 140:   b401        push    {r0}
 142:   f1ad 0420   sub.w   r4, r4, #32
 146:   f85d 0b04   ldr.w   r0, [sp], #4
 14a:   4685        mov sp, r0
 14c:   4770        bx  lr
 14e:   bf00        nop

我不明白上面列表中r0发生了什么。具体做法是：

1）似乎我们正在清除SP的低3位并将其存储在堆栈中。那是保持8字节对齐吗？还是别的什么？

2）异常退出程序是否同样令人困惑。从我对ARM程序集的有限理解，它做了这样的事情： SP = SP + 4; R0 = SP;

然后将其存储回SP。在这个阶段，这似乎取消了操纵。

3）为什么在无条件分支后（nop）有0x14E指令？

Answer 1

由于您使用的是-O0，因此您应该会遇到大量冗余且无用的代码。编译器工作的一般方式是生成代码，其中包含可能在程序中任何位置使用的所有内容的完整通用性，然后依赖优化器来消除不需要的内容。

是的，这是8字节对齐。它也分配一个堆栈帧来保存局部变量，即使你没有。
退出是相反的，取消分配堆栈框架。
最后的nop是在代码中保持4字节对齐，因为您可能希望在某些时候与非拇指代码链接。

如果启用优化，它将消除堆栈帧（因为它不需要），代码将变得更加简单。

Answer 2

ARM过程调用标准和C ABI期望堆栈的8字节（64位）对齐。由于在按下/弹出单个字后可能会发生中断，因此无法保证堆栈在中断输入时正确对齐。

STKALIGN位（如果设置）（默认值）强制硬件通过有条件地将额外（虚拟）字推入堆栈来自动对齐堆栈。

函数的interrupt属性告诉gcc，OTOH堆栈可能是未对齐的，因此它会添加这个强制对齐的前/后同步。

所以，两者实际上都是一样的;一个是硬件，一个是软件。如果只能使用字对齐堆栈，则应从函数声明中删除interrupt属性并清除STKALIGN位。

确保这样一个“未对齐”的堆栈没有问题（我不指望任何问题，因为这是一个纯粹的32位CPU）。 OTOH，你应该保持原样，除非你真的需要保护额外的条件（！）时钟和单词（非常不可能）。

警告：根据“ARM体系结构参考手册”，不建议设置STKALIGN == 0。简而言之：不要将此位设置为0！

为什么SP（显然）存储在Cortex-M3上的异常条目中？

2 个答案: