如何禁止TI ARM Clang在嵌套中断ISR中使用R14(LR)作为临时寄存器？

1. 编译层面禁止编译器使用LR #

全局编译选项 #

添加 -ffixed-r14 到编译命令行，强制编译器将R14(LR)视为固定寄存器，不会在任何函数中用作临时变量。该方案适合所有ISR都需要保护LR的场景，但会影响整个编译单元的寄存器分配策略。

函数级属性控制 #

如果仅需针对特定ISR保护LR，使用 preserve_registers 属性配合中断属性修饰ISR：

void low_priority_isr(void) __attribute__((interrupt("IRQ"), preserve_registers("r14"))) {
    __enable_irq(); // 重新使能中断支持嵌套
    // ISR业务逻辑
}

这个属性会让编译器在该函数中跳过使用R14，避免覆盖中断返回地址。

2. 手动保存LR到volatile变量 #

若编译选项/属性无法满足需求，可在ISR开头通过内嵌汇编将LR保存到volatile变量，防止编译器优化或改写：

static volatile uint32_t lr_saved;

void low_priority_isr(void) __attribute__((interrupt("IRQ"))) {
    // 保存当前LR到变量
    asm volatile("mov %0, lr" : "=r"(lr_saved) : : );
    
    __enable_irq();
    // ISR核心处理代码
    
    // 恢复LR（中断返回前执行）
    asm volatile("mov lr, %0" : : "r"(lr_saved) : );
}

volatile修饰确保保存操作不会被编译器优化，内嵌汇编直接操作寄存器，绕过编译器的寄存器分配逻辑。

关键提示 #

• 务必为ISR添加 __attribute__((interrupt("IRQ"))) 属性，该属性会让编译器生成符合ARM R5F中断返回规范的代码，正确处理模式切换与寄存器恢复。
• ARM R5F的IRQ模式下，嵌套中断会直接覆盖LR_irq，因此必须在重新使能中断前完成LR的保存操作。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user4574