檢索ARM Cortex M0上的異常的返回地址

我正試圖在我的代碼中檢索IRQ處理程序的返回地址。我的目標是使用WDT_IRQHandler（），在看門狗定時器到期之前以及用於調試目的的復位之前保存PC的值。我也正在用其他IRQ測試這種方法，以檢查我是否掌握了這個想法。但似乎我沒有。檢索ARM Cortex M0上的異常的返回地址

我已閱讀documentation可用。我明白，當發生異常時，8個寄存器被推送到堆棧： R0，R1，R2，R3，R12，LR，PC和XPSR。

我也讀過堆棧自動雙字對齊。所以在我看來，檢索返回地址就像：

使用__builtin_frame_address（0）檢索sp地址;
增加了堆棧PC（0x18）的偏移量，並讀取值，這應該是處理程序返回時將恢復到PC的值。

使用附加的調試器進行檢查，情況似乎並非如此，該內存地址的內容並不總是指向閃存區域，甚至不指向有效區域，並且在任何情況下它都不是該值PC將在POP指令之後承擔。

該代碼工作正常，所以我認爲這是我瞭解它如何工作的問題。

如果我檢查拆卸，在一些的IRQ常數彈出（？）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不會發生這種情況。

據我所知，可能會發生更多寄存器被推入堆棧，所以我如何確定在哪個偏移量來檢索PC？

如果我在代碼仍然在IRQ處理程序中時檢查SP周圍的內存轉儲，我可以發現返回地址，但它總是位於一個奇怪的位置，與SP相比具有負偏移量。我無法理解如何獲得正確的地址。

來源

2016-07-27 Vitomakes

你不能依靠堆棧指針的原因有兩個C的處理器的內部：

寄存器總是被推到活動堆棧被搶佔的代碼。處理程序始終使用主堆棧（MSP）。如果中斷搶佔了從進程堆棧（PSP）運行的線程模式代碼，那麼寄存器將被推送到PSP，並且您將永遠不會在處理程序堆棧中找到它們;
C例程可能會爲本地變量保留一些堆棧空間，並且您不知道這是多少，所以您將無法找到寄存器。

這是怎麼了，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" 
    ); 
}

這裏的竅門是，處理程序是一小片組裝的（我用GCC彙編裸體功能，您還可以使用單獨的asm文件）將堆棧指針傳遞給真正的處理程序。下面是它如何工作的（對於M3/4）：

的LR在異常處理的初始值被稱爲EXC_RETURN（更多信息here）。它的位具有不同的含義，我們感興趣的是EXC_RETURN[2]爲0，如果活動堆棧是MSP和1（如果活動堆棧是PSP;
TST LR, #4檢查EXC_RETURN[2]並設置條件標誌;
MRSEQ R0, MSP將MSP移動到R0如果EXC_RETURN[2] == 0;
MRSNE R0, PSP將PSP移動到R0如果EXC_RETURN[2] == 1;
最後，LDR/BX跳轉到實函數（R0是第一個參數）。

該M0/1變種是類似的，但使用分支自核心does not support IT blocks。

這解決了問題，因爲它在任何編譯器生成的堆棧操作之前運行，它將提供一個可靠的指針。我使用了一個簡單的（非鏈接）分支，因爲我不需要做任何事情，LR已經很好了。它節省了幾個週期和一個LR推/彈。所有使用的寄存器都在R0-R3刮傷範圍內，所以不需要保存它們。

來源

2016-07-27 17:12:04

謝謝。對於點1）我想我可以使用__get_MSP（）和__get_PSP（）從C中檢查MSP和PSP。對於2）我知道推後代碼可以將本地變量添加到堆棧，並且這些在編譯時已知，所以我不能依賴於固定的偏移量。我會嘗試你的方法。 – Vitomakes

@Vitomakes從C中檢查'MSP'和'PSP'並不能告訴你哪一個是正確的。當然，如果你只使用'MSP'（非常常見），那麼你可以跳過檢查。 –

cortex M0不支持「ITE」和「MRSEQ/MRSNE」，並且編譯器抱怨處於拇指模式並且無法使用TST。但我明白了，我會把它整理出來 – Vitomakes

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