检索ARM Cortex M0上的异常的返回地址

我正试图在我的代码中检索IRQ处理程序的返回地址。我的目标是使用WDT_IRQHandler（），在看门狗定时器到期之前以及用于调试目的的复位之前保存PC的值。我也正在用其他IRQ测试这种方法，以检查我是否掌握了这个想法。但似乎我没有。检索ARM Cortex M0上的异常的返回地址

我已阅读documentation可用。我明白，当发生异常时，8个寄存器被推送到堆栈： R0，R1，R2，R3，R12，LR，PC和XPSR。

我也读过堆栈自动双字对齐。所以在我看来，检索返回地址就像：

使用__builtin_frame_address（0）检索sp地址;
增加了堆栈PC（0x18）的偏移量，并读取值，这应该是处理程序返回时将恢复到PC的值。

使用附加的调试器进行检查，情况似乎并非如此，该内存地址的内容并不总是指向闪存区域，甚至不指向有效区域，并且在任何情况下它都不是该值PC将在POP指令之后承担。

该代码工作正常，所以我认为这是我了解它如何工作的问题。

如果我检查拆卸，在一些的IRQ常数弹出（？）之前加入到SP

00001924: 0x000009b0 ...TE_IRQHandler+280 add  sp, #36 ; 0x24 
00001926: 0x0000f0bd ...TE_IRQHandler+282 pop  {r4, r5, r6, r7, pc}

在其他的IRQ不会发生这种情况。

据我所知，可能会发生更多寄存器被推入堆栈，所以我如何确定在哪个偏移量来检索PC？

如果我在代码仍然在IRQ处理程序中时检查SP周围的内存转储，我可以发现返回地址，但它总是位于一个奇怪的位置，与SP相比具有负偏移量。我无法理解如何获得正确的地址。

来源

2016-07-27 Vitomakes

你不能依靠堆栈指针的原因有两个C的处理器的内部：

寄存器总是被推到活动堆栈被抢占的代码。处理程序始终使用主堆栈（MSP）。如果中断抢占了从进程堆栈（PSP）运行的线程模式代码，那么寄存器将被推送到PSP，并且您将永远不会在处理程序堆栈中找到它们;
C例程可能会为本地变量保留一些堆栈空间，并且您不知道这是多少，所以您将无法找到寄存器。

这是怎么了，我通常做：

void WDT_IRQHandler_real(uint32_t *sp) 
{ 
    /* PC is sp[6] (sp + 0x18) */ 
    /* ... your code ... */ 
} 

/* Cortex M3/4 */ 
__attribute__((naked)) void WDT_IRQHandler() 
{ 
    asm volatile (
     "TST LR, #4\n\t" 
     "ITE EQ\n\t" 
     "MRSEQ R0, MSP\n\t" 
     "MRSNE R0, PSP\n\t" 
     "LDR R1, =WDT_IRQHandler_real\n\t" 
     "BX R1" 
    ); 
} 

/* Cortex M0/1 */ 
__attribute__((naked)) void WDT_IRQHandler() 
{ 
    asm volatile (
     "MRS R0, MSP\n\t" 
     "MOV R1, LR\n\t" 
     "MOV R2, #4\n\t" 
     "TST R1, R2\n\t" 
     "BEQ WDT_IRQHandler_call_real\n\t" 
     "MRS R0, PSP\n" 
    "WDT_IRQHandler_call_real:\n\t" 
     "LDR R1, =WDT_IRQHandler_real\n\t" 
     "BX R1" 
    ); 
}

这里的窍门是，处理程序是一小片组装的（我用GCC汇编裸体功能，您还可以使用单独的asm文件）将堆栈指针传递给真正的处理程序。下面是它如何工作的（对于M3/4）：

的LR在异常处理的初始值被称为EXC_RETURN（更多信息here）。它的位具有不同的含义，我们感兴趣的是EXC_RETURN[2]为0，如果活动堆栈是MSP和1（如果活动堆栈是PSP;
TST LR, #4检查EXC_RETURN[2]并设置条件标志;
MRSEQ R0, MSP将MSP移动到R0如果EXC_RETURN[2] == 0;
MRSNE R0, PSP将PSP移动到R0如果EXC_RETURN[2] == 1;
最后，LDR/BX跳转到实函数（R0是第一个参数）。

该M0/1变种是类似的，但使用分支自核心does not support IT blocks。

这解决了问题，因为它在任何编译器生成的堆栈操作之前运行，它将提供一个可靠的指针。我使用了一个简单的（非链接）分支，因为我不需要做任何事情，LR已经很好了。它节省了几个周期和一个LR推/弹。所有使用的寄存器都在R0-R3刮伤范围内，所以不需要保存它们。

来源

2016-07-27 17:12:04

谢谢。对于点1）我想我可以使用__get_MSP（）和__get_PSP（）从C中检查MSP和PSP。对于2）我知道推后代码可以将本地变量添加到堆栈，并且这些在编译时已知，所以我不能依赖于固定的偏移量。我会尝试你的方法。 – Vitomakes

@Vitomakes从C中检查'MSP'和'PSP'并不能告诉你哪一个是正确的。当然，如果你只使用'MSP'（非常常见），那么你可以跳过检查。 –

cortex M0不支持“ITE”和“MRSEQ/MRSNE”，并且编译器抱怨处于拇指模式并且无法使用TST。但我明白了，我会把它整理出来 – Vitomakes

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