Cortex-M3 的 双堆栈MSP和PSP

什么是栈？
        在谈M3堆栈之前我们先回忆一下数据结构中的栈。栈是一种先进后出的数据结构(类似于枪支的弹夹，先放入的子弹最后打出，后放入的子弹先打出)。M3内核的堆栈也不例外，也是先进后出的。
栈的作用？
        局部变量内存的开销，函数的调用都离不开栈。

了解了栈的概念和基本作用后我们来看M3的双堆栈
cortex-M3内核使用了双堆栈，即MSP和PSP，这极大的方便了OS的设计。
MSP的含义是Main_Stack_Pointer，即主栈
PSP的含义是 Process_Stack_Pointer,即任务栈
SP：SP是堆栈指针，指向最后一个被压入元素的地址。
M3的压栈和弹栈过程：
压栈：SP先自减4，然后将待压入的数据存放到SP所指的地址
弹栈：从SP指针所指的地址读出数据，然后SP指针自增4。
为什么压栈SP自减,弹栈SP自增呢？这是因为M3内核堆栈生长方向是向下的。为什么压栈和弹栈分别是减4加4呢？这是因为M3是32bit的内核。

M3内核何时使用MSP何时使用PSP？
        M3双堆栈的意思是有两个堆栈，但是任何时刻只能使用其中之一。那什么时候使用MSP，什么时候使用PSP呢？也就是说SP寄存器中的值在某一时刻到底是使用MSP的值还是PSP的值？这是根据CONTROL寄存器的bit1来决定的。当CONTROL的bit1为0使用MSP(默认方式)；当CONTROL的bit1为1使用PSP。

 

总结：CONTROL的bit1为0，SP = MSP
CONTROL的bit1为1，SP = PSP
M3复位后处于线程模式特权级，默认使用MSP。
通过配置CONTROL寄存器的bit1位就可以决定SP使用MSP还是PSP。
        在裸机开发中，CONTROL的bit1始终是0，也就是说裸机开发中全程使用程MSP，并没有使用PSP。在执行后台程序(大循环程序)SP使用的是MSP，在执行前台程序(中断服务程序)SP使用的是MSP。
        在OS开发中，当运行中断服务程序的时候CONTROL的bit1是0，SP使用的是MSP；当运行线程程序的时候CONTROL的bit1是1，SP使用的是PSP。