为什么 C 代码在 __attribute__((naked)) 函数中不能正常工作？

Question

我正在研究 ARM CORTEX 微控制器，并为线程的上下文切换编写了 function 'x'。

这个 function 包括所有 __asm() 调用，因此我使用了__attribute__((naked)) 。

一段时间后，当我调用 function f() 时，整个 function x() 根本没有被调用。 因此没有上下文切换发生。

为什么会这样？ 我不应该使用__attribute__((naked))吗？

代码：

在文件 1.c 中

__attribute__((naked)) void SysTick_Handler(void){

    tick_increment();

    // context switch inline assembly code
}

在文件 2.c 中

volatile uint32_t tick_cnt;
volatile uint32_t tick_freq = 1;

void tick_increment(void){

    tick_cnt += tick_freq;

}

因为我在这个 SysTick 处理程序 function 中调用 tick_increment()，所以当 CVR 达到 0 时它永远不会被调用。

注意：SysTick_Handler 在 CVR 为 0 时自动调用。

Answer 1

简短的回答是：

SysTick_Handler是一个中断处理程序，必须在没有__attribute__((naked))的情况下定义。

更长一点的答案：

每个中断例程在调用中断处理程序之前需要存储一些寄存器，并在从中断返回之前恢复它。 存储和恢复过程由编译器自动生成，并将用户代码包围在每个中断处理程序中。 当您将中断处理程序定义为__attribute__((naked))时，您可以摆脱这些自动生成的代码，这些代码会扰乱主程序的执行。

意外行为示例

让我们看看__attribute__((naked))中断处理程序是如何弄乱主程序的。
例如，考虑if (a == 0)条件的一种可能实现：

1. 变量a的值从 RAM 加载到寄存器中（设为r16 ）。
2. r16寄存器的值与零进行比较。
3. 同时比较状态寄存器的值是变化的。 该寄存器中的某些位反映了比较结果。
4. 分支指令检查状态寄存器的比较结果位并确定跳转到一个或另一个分支。

只有在第 2 步和第 4 步之间状态寄存器没有意外变化时，该条件才有效。

A. 正常中断执行

主程序开始执行if (a == 0)条件：

1. a从 RAM 加载到r16寄存器。
2. r16与零进行比较。
3. 状态寄存器已更新。
   --->中断被击中
   一种。 中断处理程序被执行。
   b. 将状态寄存器保存到堆栈。
   c. 执行用户代码（假设 Status 寄存器被改变）。
   d. 从堆栈中恢复状态寄存器。
   e. 从中断处理程序返回。
   <---中断完成
4. 分支指令检查状态寄存器（来自步骤 3 ）。

一切都很好。

B. 裸中断执行

主程序开始执行if (a == 0)条件：

1. a从 RAM 加载到r16寄存器。
2. r16与零进行比较。
3. 状态寄存器已更新。
   --->中断被击中
   一种。 中断处理程序被执行。
   b. 执行用户代码（假设状态寄存器被改变）。
   c。从中断处理程序返回。
   <---中断完成
4. 分支指令检查状态寄存器（来自步骤 b ）。

检查的 Status 寄存器的值不反映步骤 2 中所做的比较，分支指令可能跳转到错误的分支。

这只是一个例子，真正的混乱可以通过__attribute__((naked))中断处理程序以许多其他方式出现。