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一文看懂LR寄存器的知识

gecimao 发表于 2019-04-18 14:45 | 查看: | 回复:

  不知你在DEBUG程序,又或者阅读操作系统源码时候有没细心观察,从一个普通子函数返回与异常(中断)返回的汇编指令都是BX LR,但是这两者的意义是一样的吗?这篇文章就来揭开LR寄存器的神秘面纱。

  当单片机涉及函数跳转或者任务调度的时候,理解MCU如何处理堆栈与改变各个通用寄存器的状态尤为重要,下面就来比较一下在不同情况下LR寄存器的意义。

  上图是一个简单的例子,当仿真点击“下一步”的时候,MCU就会执行BX LR指令,并且从aa子函数返回到main函数中,可以看到在普通子函数里执行BX LR的意义是“跳转到LR寄存器里的地址执行”。

  对比一下一段ucos的源码,如果对M3内核有所了解的小伙伴一定知道堆栈为什么是这样定义的,那么这时候我们发现OS_TaskReturn是作为一个错误返回函数,并且赋值到堆栈中R14(LR)相应的位置。

  任务调度函数会将PSP堆栈指针指向我们定义自定义的堆栈,然后最后一句汇编是BX LR,那么按照普通子函数执行BX LR的意义,这个时候MCU是会运行OS_TaskReturn这个函数吗?这样不就进入错误函数了吗?

  其实不然,因为用M系列实现ucos的任务调度是在PendSV异常(中断)里面实现的,而在异常(中断)里的LR寄存器不再是普通函数里面“返回地址”的意义,而是一个定义为一个称作exc-return的值,当执行BX LR时候,这个值决定了MCU退出异常(中断)之后的运行等级是在特权级还是用户级以及用的堆栈是MSP还是PSP,而MCU即将要执行的是从PSP堆栈中POP出来的p_task函数,而不是OS_TaskReturn函数。

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