ARMv6-M架构切换PSP后异常入口栈未8字节对齐问题咨询

1. 检查CONTROL寄存器的设置是否正确 #

ARMv6-M架构的CONTROL寄存器中，**位0（SPSEL）**决定当前使用的栈指针：

• 0 = 使用MSP（主栈指针）
• 1 = 使用PSP（进程栈指针）
  你的汇编代码中MOV r1, #2（二进制10），实际是设置了位1（nPRIV，用户模式位），但位0仍为0，意味着当前栈指针还是MSP，并未切换到PSP。这与你注释中“切换到PSP”的意图不符，会导致后续逻辑异常。
• 修正建议：若仅切换到PSP（保持特权模式），应使用MOV r1, #1；若要同时切换到用户模式+PSP，使用MOV r1, #3（二进制11）。
• 验证方法：在_switch_to_psp执行前后读取CONTROL寄存器的值，确认SPSEL位是否正确设置。

2. 确认PSP初始值的8字节对齐性 #

即使正确切换到PSP，若传入的idle_task_stack本身未按8字节对齐，线程运行时的栈操作可能间接影响系统状态（尽管异常入口应自动对齐MSP，但栈初始化错误可能引发连锁问题）：

• 检查idle_task_stack的地址是否满足地址 % 8 == 0，可在初始化时通过打印或寄存器查看验证。
• 确保栈内存的分配或定义时显式指定8字节对齐（比如Rust中使用#[repr(align(8))]或分配时指定对齐参数）。

3. 追踪切换PSP前后MSP的变化 #

异常入口会自动切换到MSP并执行8字节对齐，若异常入口后MSP未对齐，可能是切换PSP后MSP被意外修改：

• 在_switch_to_psp函数的开头和结尾分别读取MSP的值（使用MRS r0, msp指令），确认MSP在切换操作前后是否保持8字节对齐。
• 在Scheduler::init执行后、SysTick::enable执行前，再次检查MSP的值，排查是否有其他代码修改了MSP。

4. 验证异常发生时的处理器模式 #

若错误设置了CONTROL寄存器的nPRIV位（位1），处理器会进入用户模式，此时异常入口的栈处理逻辑虽仍应自动对齐，但需确认模式切换是否引发了未预期的行为：

• 在SysTick中断触发前，读取CONTROL寄存器确认当前模式；在异常处理程序的开头读取MSP和CONTROL的值，验证模式切换和栈指针是否符合预期。

5. 检查中断处理程序的栈帧完整性 #

尽管你排除了序言的问题，仍需确认异常入口时硬件压栈的帧是否正确：

• ARMv6-M异常入口会自动压入8个寄存器（R0-R3、R12、LR、PC、xPSR），共32字节（8×4），因此异常入口后的MSP应为异常前MSP - 32，且保持8字节对齐。
• 在中断处理程序的最开头（序言执行前）读取MSP的值，计算与异常前MSP的差值，确认压栈长度是否正确，以此判断硬件对齐逻辑是否正常触发。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者France