Cortex-M内核进程栈与中断问题：栈溢出下的系统安全恢复方案

根据ARMv7-M和ARMv8-M参考手册，异常栈帧会生成于当前活动栈（MSP或PSP，由触发异常的对象决定），这一设计存在明显的不合理性，核心问题包括：

• 内存开销冗余：每个进程栈都必须预留足够的异常栈帧空间，当启用FPU和安全扩展时，所需预留的空间会急剧增大，造成内存资源的不必要浪费。
• 隔离机制缺失：无法解决进程栈溢出与系统其余部分的隔离问题，一旦进程栈接近溢出极限，很可能引发连锁故障波及整个系统。

具体场景分析（ARMv8-M Cortex-M33） #

假设运行一个受MPU限制的非特权进程：该进程仅为栈分配了单个MPU区域，且已配置PSPLIM寄存器。当进程运行至栈极限附近，剩余栈空间不足以容纳异常栈帧时，若外设中断触发，大概率会触发带有STKOF标志的UsageFault，此时会出现一系列棘手问题：

• 中断无法被正常处理且会持续触发：UsageFault的处理依然受限于当前进程的栈空间，同样没有足够空间存储异常栈帧，导致故障无法被消解，中断源会持续触发。
• HardFault的局限性：HardFault可以忽略栈限制，但会直接导致栈外内存损坏；即便在PSPLIM之后预留专门的HardFault空间避免内存损坏，仍缺乏一套完整的安全处理方案，无法确保系统在非特权进程存在漏洞或恶意行为时，始终保持一致的可运行状态。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Maxim