c - 如何从 Cortex M4 中的异常处理程序中保存调用堆栈？

我认为，你能做的最好的事情就是找到处理程序返回的指令的地址，如果它被允许返回的话。这通常是导致故障的指令之后的指令，尽管不能保证（例如，如果故障是由分支指令引起的）。

在进入处理程序时，链接寄存器包含一个代码，除其他外，该代码告诉您异常发生时哪个堆栈正在使用中。参见此处的 Cortex-M4 示例。

就在跳转到异常处理程序之前，CPU 会将r0-r3, r12, LR( r14), PC( r15)推xPSR送到活动堆栈。如果您的设备具有 FPU 并且已启用，则浮点上下文也可能会被推送，或者为它留出空间。ARM堆栈是完全降序的，寄存器按寄存器编号升序存储在升序的内存地址中，因此在进入异常处理程序时，无论哪个堆栈指针正在使用，都将指向堆栈的值r0；因此，上面的 6 个字（24 个字节）将是的堆叠值PC，这是异常处理程序的返回地址，这是理所当然的。

因此，假设它不是由分支引起的，在导致错误的指令之后查找指令的过程是：

检查LR以找出正在使用的堆栈
将适当的堆栈指针加载到空闲寄存器中（r0-r3全部可用，因为它们在进入处理程序时被推送）
读取此堆栈指针上方 24 字节的字以找到处理程序的返回地址

导致故障的指令是位于该返回地址之前的 2 个字节还是 4 个字节，当然取决于指令，Thumb-2 指令集是 16 位和 32 位混合的。当然，它可能完全位于其他地方！

请记住，如果在MSP发生故障之前正在使用，则处理程序将使用相同的堆栈，并且只有在处理程序函数的序言中没有将任何内容推送到堆栈时，所有这些才会起作用。最简单的事情可能是用汇编语言编写处理程序。它总是可以在处理完堆栈后调用一个 C 函数来完成您想到的任何终止过程。

最后一件事，可能还值得保存LR. 如果的堆叠值PC告诉您没有任何用处（例如，因为它为零，代码试图跳转到无效地址），那么的堆叠值LR至少会告诉您BL遇到最后一条指令的位置，如果您'幸运的是，这将是导致故障的分支。即使您没有那么幸运，它也可以帮助您缩小搜索范围。

代码

这里有一些（未经测试的）代码可能会做你想做的事。它是用 ARMASM 语法编写的，因此如果您使用不同的工具链，则需要更改奇怪的东西：

    IMPORT cHandler

    TST   lr, 0x4       ; Is bit 2 of LR clear?
    ITE   eq
    MRSEQ r3, MSP       ; If so, MSP was in use
    MRSNE r3, PSP       ; Otherwise, PSP was in use
    LDR   r0, [r3, #24] ; Load the stacked PC into r0
    LDR   r1, [r3, #20] ; Load the stacked LR into r1
    B     cHandler      ; Tail-call a C function to finish the job

如果 C 函数cHandler有原型

void cHandler(void * PC, void * LR);

那么上面汇编语言处理程序的最后一行将调用此函数，将恢复的堆叠 PC 作为第一个参数，将恢复的堆叠 LR 作为第二个参数。

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问题描述

解决方案

代码

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