大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子，今天痞子衡給大家介紹的是ARM Cortex-M堆疊機制，
今天給大家分享的這篇依舊是2016年之前痞子衡寫的技術檔案，花了點時間重新編排了一下格式，前面痞子衡講過 《嵌入式里的堆疊原理》，本篇算是堆疊原理的工程實踐，更具體點說是在ARM Cortex-M上的應用，ARM Cortex-M家族發展至今已經很多代，我們且以最簡單的Cortex-M0為例來講述堆疊機制：
1.基本規則
1.1 R13 / sp暫存器
R0-R12為通用暫存器，R13為系統堆疊指標sp，堆疊指標是用于訪問堆疊，也即系統的RAM區，Cortex-M0中采用了兩個堆疊指標：主堆疊指標（MSP）和行程堆疊指標（PSP），R13在任何時刻只能是其中一個，默認情況為MSP，可以通過控制暫存器（CONTORL）來改變，
MSP是系統復位后（即其處于Handler Mode）的指定sp（vector table的前4Byte自動載入），用于處理例外中斷，當結束Reset_Handler后，cpu進入正常運行狀態（即其處于Thread Mode），僅在此狀態下PSP才能被使用，當然MSP也可以使用，其后如有硬中斷來臨，則進入Handler Mode，如果硬體中斷結束，則回傳Thread Mode，
關于MSP和PSP的選用，其是通過CONTORL暫存器來配置，僅在Thread Mode下才可設定CONTORL暫存器，一般情況下，沒有必要使用PSP，除非是有os存在時，MSP用于os內核的sp，而PSP用于thread級app的sp，這兩個sp需嚴格分開，
在編譯器中，可以通過r13（R13）或sp（SP）來訪問堆疊（具體是MSP和PSP由當時環境決定）；也可以通過指定的MRS、MSR指令來訪問MSP和PSP，
1.2堆疊結構
無OS的堆疊結構：
有OS的堆疊結構：
1.3堆疊操作
Cortex-M0中堆疊方向是向低地址方向增長，為滿堆疊機制，堆疊操作是通過PUSH和POP來完成操作的，
堆疊一般放在ARM的 RAM高位區，如某MCU中RAM地址為0x20000000-0x20007fff，共32KByte，堆疊大小設為4KByte的話，其地址一般就放在0x20007000-0x20007fff，其中0x20007000為絕對堆疊頂，0x20007ffc為絕對堆疊底，sp總是指向相對堆疊頂，第一個PUSH資料被存在絕對堆疊底（此時絕對堆疊底也是相對堆疊頂），實際上，除了POP指令可以從堆疊頂中取資料外；MOV指令也可從任意位置取資料，但不會影響堆疊結構（即不影響其sp），
由于ARM暫存器均是32bit，故PUSH和POP指令均是32bit訪問，故sp指標總是至少4Byte對齊（低2bit永遠為0），有時編譯器也會分配8Byte對齊的堆疊，這是由于double浮點型別需要占用8Byte，為了處理方便，故將堆疊設為8Byte對齊，
2.入堆疊順序
入堆疊順序因編譯器、處理器系統、OS而異，C語言中并沒有強制規定入堆疊順序，此處主要是講ARM Cortex-M系列處理器在指定編譯器情況下的入堆疊順序，
2.1一般函式呼叫（通用）
上圖展示了在一般函式（無參無區域變數無回傳值）嵌套呼叫時，關于sp的操作，在執行BL FunctionA指令時，LR記錄的是BL FunctionA的下一條順序指令，在進入FunctionA后執行的第一條操作便是PUSH 即將下一條順序指令壓入堆疊中，然后才開始執行FunctionA函式體，函式體執行結束之后，使用POP 指令將堆疊頂資料彈到PC中，即可回傳繼續執行BL FunctionA的下一條順序指令，
2.2極端函式呼叫（平臺而異）
考慮一種極端情況來詳細講述入堆疊順序，即函式含有4個引數以上，函式體內定義了多個區域變數，并且還有回傳值，這個情況比較特殊，痞子衡專門在IAR上做過一次實驗，詳見下圖：
至此，ARM Cortex-M堆疊機制痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~
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