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操作系统内核技术研究：STMFD与LDMFD的使用

发布于 2021-07-23 22:28:22 浏览：1890 订阅该版

[tocm]

[入门学习笔记 - 目录](https://club.rt-thread.org/ask/article/3420.html)

[操作系统内核技术研究：开篇](https://club.rt-thread.org/ask/article/2905.html)

[操作系统内核技术研究：环境搭建](https://club.rt-thread.org/ask/article/2906.html)

[操作系统内核技术研究：ARM汇编指令](https://club.rt-thread.org/ask/article/2913.html)

[操作系统内核技术研究：STMFD与LDMFD的使用](https://club.rt-thread.org/ask/article/2914.html)

[操作系统内核技术研究：任务上下文切换](https://club.rt-thread.org/ask/article/2918.html)

[操作系统内核技术研究：线程切换与运行](https://club.rt-thread.org/ask/article/2919.html)

## 前言

- ARM 汇编多用于MCU的启动文件、RTOS的移植。

- 启动文件或RTOS的移植中，会用到一些基本的汇编指令。

- RTOS任务上下文切换时，经常使用STMFD与LDMFD，使用方法总结一下

## STMFD

`连续压栈`，如：`STMFD   r1!, {r4 - r11}`，把r4~r11寄存器，压栈，注意`r11先入栈`。

## LDMFD

`连续出栈`，如：`LDMFD   r1!, {r4 - r11}`，把栈中数据，加载到r4~r11，注意`先加载r4`

## 测试用例

编写汇编文件：`test.s`，并导出函数：  `void stmfd_test(void);`

```c
;/* ASM Test */
    AREA |.test|, CODE, READONLY, ALIGN=2
        THUMB
        REQUIRE8
        PRESERVE8
 
;/* void stmfd_test(void); */
stmfd_test  PROC
    EXPORT  stmfd_test
    MRS     r1, msp     ; get from main stack pointer
    ldr     r4, =0x44444444
    ldr     r5, =0x55555555
    ldr     r6, =0x66666666
    ldr     r7, =0x77777777
    ldr     r8, =0x88888888
    ldr     r9, =0x99999999
    ldr     r10, =0xAAAAAAAA
    ldr     r11, =0xBBBBBBBB
    STMFD   r1!, {r4 - r11}     ; push r4 - r11 register
    ldr     r4, =0x44440000
    ldr     r5, =0x55550000
    ldr     r6, =0x66660000
    ldr     r7, =0x77770000
    ldr     r8, =0x88880000
    ldr     r9, =0x99990000
    ldr     r10, =0xAAAA0000
    ldr     r11, =0xBBBB0000
    LDMFD   r1!, {r4 - r11}     ; pop r4 - r11 register
    BX      lr
    ENDP
 
    ALIGN   4
 
    END
```

- 这里使用汇编，编写一个测试函数，导出函数，可以使用C调用。

## 调试

- 使用Keil MDK5+STM32调试环境，调试，查看寄存器与内存数据（栈数据）。

```c
#include <board.h>
#include <drv_common.h>
#include "test.h"
 
/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
    hw_board_init();
    stmfd_test();
 
    while (1)
    {
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET);
        HAL_Delay(1000);
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET);
        HAL_Delay(1000);
    }
}
```

## 工作流程

- 修改r4~r11寄存器的值（这几个寄存器，简单的代码，一般不使用），用于测试。

![2021-07-15_234438.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210723/d279a915a9d3c89f783778683f8d4008.png.webp)

- 调用：STMFD   r1!, {r4 - r11}   ，注意压栈的寄存器的次序！r11先入栈。

![2021-07-15_234656.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210723/07f1799b817fadec36e005ca61365cd4.png.webp)

- 再次修改寄存器：r4~r11，用于区别之前的数据

![2021-07-15_235108.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210723/d056d68dc59d46b8b7d6863618e105a5.png.webp)

- 调用：LDMFD   r1!, {r4 - r11}   ，此时r4~r11寄存器的数据被栈中的数据加载更新。

![2021-07-15_235215.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210723/01989ca2f3c0244ec9529765398ff1f5.png.webp)

## 压栈次序

![wx_20210715080014.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210723/f94b0712bf83716f0320d29f67df1c33.png)

## 小结