3.7 Cortex-M3 的堆栈实现
http://www.softwarehistory.net/h/Cortex_M3_DefinGuide/25.php
3.7 Cortex-M3 的堆栈实现
《Cortex-M3 权威指南》，嵌入式处理器开发教程。
Cortex-M3 使用的是“向下生长的满栈”模型。堆栈指针SP 指向最后一个被压入堆栈的32 位数值。 在下一次压栈时，SP 先自减4，再存入新的数值。
图3.13 Cortex-M3 堆栈的 PUSH 实现方式
POP 操作刚好相反：先从SP 指针处读出上一次被压入的值，再把SP 指针自增4。
图3.14 Cortex-M3 堆栈的 POP 实现方式
译注：虽然POP 后被压入的数值还保存在栈中，但它已经无效了，因为为下次的PUSH 将覆盖它的值！
在进入 ESR 时，CM3 会自动把一些寄存器压栈，这里使用的是发生本异常的瞬间正在使用的 SP 指针（MSP 或者是 PSP）。离开 ESR 后，只要 ESR 没有更改过 CONTROL[1]，就依然使用发生本次异 常的瞬间正在使用的 SP 指针来执行出栈操作。
3.7.1 再论 Cortex-M3的双堆栈机制
我们已经知道了 CM3 的堆栈是分为两个：主堆栈和进程堆栈，CONTROL[1]决定如何选择。
当 CONTROL[1]=0 时，只使用 MSP，此时用户程序和异常 handler 共享同一个堆栈。这也是复位 后的缺省使用方式。
图 3.15 CONTROL[1]=0 时的堆栈使用情况
当 CONTROL[1]=1 时，线程模式将不再使用MSP，而改用 PSP（handler 模式永远使用MSP）。这 样做的好处在哪里？原来，在使用 OS 的环境下，只要 OS 内核仅在 handler 模式下执行，用户应用 程序仅在用户模式下执行，这种双堆栈机制派上了用场——防止用户程序的堆栈错误破坏 OS 使用 的堆栈。
译注：此时，进入异常时的自动压栈使用的是进程堆栈，进入异常 handler 后才自动改为 MSP，退出异常时切换回
PSP，并且从进程堆栈上弹出数据。
图 3.16 CONTROL[1]=1 时的堆栈切换情况
在特权级下，可以指定具体的堆栈指针，而不受当前使用堆栈的限制，示例代码如下：
| MRS |
R0, |
MSP |
; 读取主堆栈指针到R0 |
| MSR |
MSP, |
R0 |
; 写R0的值到主堆栈中 |
| MRS |
R0, |
PSP |
; 读取进程堆栈指针到R0 |
| MSR |
PSP, |
R0 |
; 写R0的值到进程堆栈中 |
通过读取 PSP 的值，OS 就能够获取用户应用程序使用的堆栈，进一步地就知道了在发生异常时，
被压入寄存器的内容，而且还可以把其它寄存器进一步压栈（使用 STMDB 和 LDMIA 的书写形式）。
OS 还可以修改PSP，用于实现多任务中的任务上下文切换。