操作系统内核技术研究：STMFD与LDMFD的使用

入门学习笔记 - 目录

操作系统内核技术研究：开篇

操作系统内核技术研究：环境搭建

操作系统内核技术研究：ARM汇编指令

操作系统内核技术研究：STMFD与LDMFD的使用

操作系统内核技术研究：任务上下文切换

操作系统内核技术研究：线程切换与运行

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);

;/* 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）。

#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。

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

• 再次修改寄存器：r4~r11，用于区别之前的数据

• 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。

压栈次序

小结

• 基本了解STMFD与LDMFD的使用，寄存器的入栈与出栈的次序。
• 通过软件调试，加深对STMFD与LDMFD的工作原理的了解