栈对齐与ISR

Question

如何确保ISR内部的堆栈对齐？arm C编译器在ISR中强制堆栈对齐吗？

例如，在我的理解中，函数中的局部变量被推到堆栈上。假设有一个由3个字节组成的char数组，然后调用一个ISR。在这个ISR中，另一个函数被调用，它需要堆栈的4字节对齐。

ARM编译器是修复了它还是坏了？

我提出这个问题的动机是，我在ISR中遇到了fprintf问题，我认为这可能是堆栈对齐问题。我正在为一个atsam3x设备进行编译，但是在这样的问题中没有那么多标签的空间。

Answer 1

对于ARMv7M (包括atsam3x中的Cortex-M3 )，中断处理程序中的堆栈对齐由硬件控制。

首先，不可能使堆栈指针对齐任何小于4个字节的值。这是因为堆栈指针的下两位始终为零，任何指令都无法更改它们。编译器知道这一点，所以如果您创建char[3]，它会将其舍入4字节。

如果CCR控制寄存器的STKALIGN位是0，那么这就是所发生的一切。堆栈指针对齐到中断处理程序函数的条目上的4个字节的倍数。

如果STKALIGN位为1，则硬件在进入中断时自动将堆栈对齐为8字节的边界。

在Cortex-M3上，CCR.STKALIGN的重置值为1，ARM强烈建议您不要更改它。

在ARM ABI中，调用方有责任对齐堆栈。这是因为有一个50:50的机会，它知道它已经对齐了什么都不做，所以这是更有效的。

如果您的编译器被配置为为ARM ABI生成代码，那么它将假设堆栈在任何外部链接函数的条目上正确地对齐到一个8字节的边界，而不生成任何代码来再次在被调用的函数中对齐它。

在ARMv7M (和v6M)上，使用裸函数作为中断处理程序是正常和正确的。没有一些评论中提到的ISR prolog/epilog。

所有这一切都意味着，只要您的编译器配置为使用ARM ABI，并且只要您没有更改CCR.STKALIGN的默认值，那么您的堆栈将始终正确地对齐。