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2018年12月03日 | STM32双堆栈及其在uC/OS-II中的使用
2018-12-03 来源：eefocus
说明：里面可能有不少错误的观念，希望大家发现后及时的纠正。
首先了解一下双堆栈的知识，下面的图片来自《Cortex-M3权威指南》，有点枯燥，但还是要看的。
总结：
1.系统复位后默认使用的是MSP,复位后的状态是特权级线程状态，在这个状态下是允许修改寄存器CONTROL[1]（见上面的图片）的。进入到用户特权以后就不能修改这些寄存器了。
2.用户特权的情况（也就是用户建立的非中断服务程序）下可以使用MSP或PSP，特权模式（中断服务程序）只能使用MSP。
3.还有很重要的一条就是.假如在用户模式下使用的是PSP,那么寄存器的数值被保存到任务堆栈的空间，进入中断程序后就开始使用MSP,如果还有一个高优先级的中断难么就继续的使用MSP,在程序推出最后一级中断的时候就用用户堆栈恢复寄存器。
下面以uCOS-II为例进行说明：
首先建立一个堆栈 OS_STK AppTaskStartStk[1024] //32位
STM32是向下生长的满栈，初始化堆栈后（在没有使用PSP以前，一直使用的是MSP）。
| .... | AppTaskStartStk[0]
|-----------------|
| .... | AppTaskStartStk[1]
|-----------------|
| .... |
|-----------------| |---- 任务切换时PSP
Low Memory | .... | |
|-----------------| | |---------------| |----------------|
^ | R4 | <----|----|--OSTCBStkPtr |<-----| (OS_TCB *) |
^ |-----------------| |---------------| |----------------|
^ | R5 | | | OSTCBHighRdy
| |-----------------| |---------------|
| | R6 | | |
| |-----------------| |---------------|
| | R7 | | |
| |-----------------| |---------------|
| | R8 | Task's
| |-----------------| OS_TCB
| | R9 |
| |-----------------|
| | R10 |
Stack |-----------------|
Growth | R11 |
= 1 |-----------------|
| | R0 = p_arg | <-------- 异常时的PSP (向下生长的满栈)
| |-----------------|
| | R1 |
| |-----------------|
| | R2 |
| |-----------------|
| | R3 |
| |-----------------|
| | R12 |
| |-----------------|
| | LR |
| |-----------------|
| | SP = task | AppTaskStartStk[1022]
| |-----------------|
| | xPSR | AppTaskStartStk[1023]
High Memory |-----------------|
第一次执行PendSV中断之前，已经初始化PSP = 0 ，进入中断前使用的是MSP，所以自动入栈的寄存器的数值是保存在了系统堆栈里面，由于是第一次执行，不需要手动保存PSP和{R4-R11}到任务堆栈里面，然后从任务堆栈空间中取出数据到寄存器{R4-R11}中，退出中断的时候设置LR的位2，保证退出中断的时候使用PSP，恢复剩下的寄存器（这些寄存器的数值是自动入栈的）的数值,最后就进入到了任务里面，在执行任务程序的时候，使用的是PSP，有需要入栈的数，就会进入到任务堆栈里面。现在分两种情况进行考虑，
（1）有一个高优先级的中断要执行，那么自动入栈的寄存器数值会保存到当前任务的堆栈里面，进入到中断服务程序以后就开始使用MSP（剩下的的寄存器如果需要保存的话，会由编译器自动的生成相应的汇编代码，保存到系统堆栈，而不是任务堆栈），如后还有更高优先级的中断，那么就会一直使用MSP。
(2) 如果此时有一个高优先级的任务需要执行，那么xPSR, PC, LR, R12, R0-R3自动的由硬件保存到当前任务的堆栈里面，然后PSP和{R4-R11}需要手工的入栈。
假如在执行低优先级任务的过程中有两个数据压栈了。那么进入PendSV中断后保存寄存器的结果如下：
| .... | AppTaskStartStk[0]
|-----------------|
| .... | AppTaskStartStk[1]
|-----------------|
| .... |
|-----------------| |---- 任务切换时PSP
Low Memory | .... | |
|-----------------| | |---------------| |----------------|
^ | R4 | <----|----|--OSTCBStkPtr |<-----| (OS_TCB *) |
^ |-----------------| |---------------| |----------------|
^ | R5 | | | OSTCBHighRdy
| |-----------------| |---------------|
| | R6 | | |
| |-----------------| |---------------|
| | R7 | | |
| |-----------------| |---------------|
| | R8 | Task's
| |-----------------| OS_TCB
| | R9 |
| |-----------------|
| | R10 |
Stack |-----------------|
Growth | R11 |
= 1 |-----------------|
| | R0 = p_arg | <-------- 异常时的PSP (向下生长的满栈)
| |-----------------|
| | R1 |
| |-----------------|
| | R2 |
| |-----------------|
| | R3 |
| |-----------------|
| | R12 |
| |-----------------|
| | LR |
| |-----------------|
| | SP = task |
| |-----------------|
| | xPSR |
| |-----------------|
| | 0x11111111 |
| |-----------------|
| | 0x22222222 |
High Memory |-----------------|
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