强制函数在进行函数调用之前恢复所有寄存器

Question

我使用的是EK-LM4F120XL主板，它包含一个cortex-M4处理器。我还使用GCC-ARM-none-eabi作为工具链。

我正在建立一个小业余爱好项目，慢慢成为一个操作系统。其中一个重要的部分是我需要切换寄存器来切换进程。这发生在一个中断内，这个特定的处理器确保所有临时寄存器（r0-r3，r12，lr）被推送到进程堆栈。所以为了继续我需要将r4-r11和SP的内容写入内存中的一个位置，我需要加载新进程的r4-r11，加载其堆栈指针并返回。此外，lr值包含有关被中断的进程的一些信息，因此我也需要来自该寄存器的信息。

所有这些都有效，因为我是在汇编中写的。我将汇编函数直接链接到中断，因此我可以完全控制寄存器的内容。 C和内联汇编的组合不起作用，因为编译器通常会将一些寄存器推送到堆栈，这是致命的。但是操作系统正在增长，并且上下文的变化正在增长：现在还有一些全局变量需要改变等等。所有这些都可以在汇编中实现，但它变得很痛苦：汇编很难阅读和调试。所以我想要一个C / Assemlby组合。基本上我正在寻找这样的东西：

void contextSwitch(void){
    //Figure out what the next process will be
    //Change every variable that needs changing

    // Restore register state to the moment of interrupt. The following function will not return in the sense that it will end the interrupt.
    swapRegisters(oldProc, newProc);
}

然后在汇编中只写swapRegisters。有没有办法实现这个目标？我的解决方案是最好的解决方案吗？

Answer 1

在C中没有直接访问CPU寄存器的可移植方法;您将需要汇编程序，内联汇编程序，编译器内在函数或内核库（使用汇编程序代码）。

有关Cortex-M如何完成的详细信息在其他地方已有详细介绍，可能过于复杂而无法重复：在Cortex-M4（F）中执行此操作的具体细节在ARM信息中心网站{{3 }}。除了FPU考虑因素外，Cortex-M3的方法大致类似，提供了上下文切换的M3特定描述here。

由于你不能有足够的解释，因为不同的作者使某些事情比其他人更清楚，或者提供更好或更直接适用的例子，in this Embedded.com article - 也是基于M3的，但如果不使用FPU，则可以在M4上使用M4没有FPU。并here's another。