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微信官网免费下载,萌新seo,wordpress 语言,做画册的国外网站STM32F103 使用 ARM Cortex-M3 内核,与 STM32F013(Cortex-M0)相比,其压栈行为有所不同,主要体现在异常自动压栈和**手动压栈(函数调用)**两方面。 1. 进入异常/中断时的自动压栈 当 STM32F103 …

STM32F103 使用 ARM Cortex-M3 内核,与 STM32F013(Cortex-M0)相比,其压栈行为有所不同,主要体现在异常自动压栈和**手动压栈(函数调用)**两方面。


1. 进入异常/中断时的自动压栈

当 STM32F103 发生 中断或异常 时,Cortex-M3 内核会 自动 将以下 8 个寄存器 按固定顺序 压入栈中:

寄存器说明
R0通用寄存器 R0 (函数参数)
R1通用寄存器 R1
R2通用寄存器 R2
R3通用寄存器 R3
R12通用寄存器 R12
LR (R14)链接寄存器(异常返回地址)
PC发生异常时的程序计数器
xPSR程序状态寄存器

压栈顺序(从低地址到高地址)

低地址↓
[ xPSR  ]  --> 最高位 (最先压入栈)
[   PC   ]
[   LR   ]
[  R12   ]
[  R3    ]
[  R2    ]
[  R1    ]
[  R0    ]  --> 最低位 (最后压入栈)↑
高地址

说明

  • 进入中断/异常时,处理器自动保存这些寄存器,以便中断返回时恢复现场。
  • PC 记录异常发生时的地址,返回时用于恢复执行。
  • xPSR 记录状态信息(如中断号、Thumb 状态等)。
  • 退出中断时,处理器会自动弹出这些寄存器并恢复 CPU 状态。

比 Cortex-M0 额外支持

Cortex-M3 支持硬件堆栈对齐(8 字节对齐),同时具备 可选的浮点扩展(如果有 FPU),但 STM32F103 没有 FPU,因此不会涉及浮点寄存器的压栈。


2. 函数调用时的手动压栈

当 C 语言函数调用时,ARM 编译器根据 ARM AAPCS(ARM 过程调用标准),会自动进行手动压栈:

  1. 函数参数传递

    • 前 4 个参数 传递给 R0-R3,超过 4 个的参数需要压入栈
    • 例如:
      void test(int a, int b, int c, int d, int e);  // e 需要压栈
      
  2. 局部变量存放

    • 若寄存器不够用,局部变量会被压入栈中。
  3. 保护非易失性寄存器

    • 非易失性寄存器 (R4-R11LR) 必须在函数调用前保存,否则返回时数据会丢失。
    • 编译器可能会在函数入口 push 这些寄存器,函数结束时 pop 恢复。

示例

push {r4-r7, lr}   ; 进入函数时,保存 r4-r7 和 lr
...
pop {r4-r7, lr}    ; 离开函数时,恢复寄存器
bx lr              ; 返回调用方

说明

  • push {r4-r7, lr}:手动压栈,保护 R4-R7LR(返回地址)。
  • pop {r4-r7, lr}:弹出栈,恢复寄存器。
  • bx lr:返回调用方。

3. STM32F103(Cortex-M3) vs. STM32F013(Cortex-M0)

对比项STM32F013(Cortex-M0)STM32F103(Cortex-M3)
自动压栈寄存器R0-R3, R12, LR, PC, xPSRR0-R3, R12, LR, PC, xPSR
异常返回自动弹栈
支持 8 字节堆栈对齐
支持可选浮点寄存器压栈❌(无 FPU)
函数调用手动压栈R4-R7, LRR4-R11, LR(更多可用寄存器)

总结

  1. 异常/中断发生时,Cortex-M3 会自动压栈

    • R0-R3, R12, LR, PC, xPSR 这 8 个寄存器。
    • 返回时自动弹栈恢复。
  2. 普通函数调用时,手动压栈

    • push {r4-r7, lr} 保护调用者的寄存器。
    • 超过 4 个参数的函数参数和局部变量会存入栈中。
  3. 与 Cortex-M0(STM32F013)相比

    • Cortex-M3 支持更多的寄存器 (R4-R11),函数调用时可能会压栈更多寄存器。
    • Cortex-M3 支持 8 字节对齐,优化堆栈访问效率。

这样,STM32F103 在不同场景下的压栈行为就清楚了!如果你有更具体的应用场景,可以进一步探讨 😃

http://www.dtcms.com/wzjs/119436.html

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