Использование стека ISR ATTiny2313

Что ж, проверяя документацию ATTiny2313 , на странице 15 говорится:

Реакция на выполнение прерывания для всех разрешенных прерываний AVR составляет минимум четыре тактовых цикла. После четырех тактов выполняется адрес вектора программы для фактической процедуры обработки прерывания. В течение этих четырех тактов счетчик команд помещается в стек. Вектор обычно представляет собой переход к процедуре прерывания, и этот переход занимает три такта. Если во время выполнения многоцикловой инструкции возникает прерывание, эта инструкция завершается до того, как будет обслужено прерывание. Если прерывание происходит, когда MCU находится в спящем режиме, время отклика на выполнение прерывания увеличивается на четыре такта. Это увеличение происходит в дополнение к времени запуска из выбранного спящего режима.

Возврат из процедуры обработки прерывания занимает четыре такта. В течение этих четырех тактов программный счетчик (два байта) извлекается из стека, указатель стека увеличивается на два, а бит I в SREG устанавливается.

Таким образом, вы действительно просматриваете только 2 байта в стеке во время прерывания (ПК); все остальное, что ISR помещает в стек, зависит от самого ISR. Я бы не ожидал, что хорошо написанный обработчик прерываний потребует много места в стеке.

Что касается самого указателя стека, на странице 13 говорится:

Стек в основном используется для хранения временных данных, для хранения локальных переменных и для хранения адресов возврата после прерываний и вызовов подпрограмм. Регистр указателя стека всегда указывает на вершину стека. Обратите внимание, что стек реализован как растущий от более высоких ячеек памяти к более низким ячейкам памяти. Это означает, что команда Stack PUSH уменьшает указатель стека.

Указатель стека указывает на область стека данных SRAM, где расположены стеки подпрограмм и прерываний. Это пространство стека в SRAM данных должно быть определено программой до выполнения каких-либо вызовов подпрограмм или разрешения прерываний. Указатель стека должен быть установлен выше 0x60. Указатель стека уменьшается на единицу, когда данные помещаются в стек с помощью инструкции PUSH, и уменьшается на два, когда адрес возврата помещается в стек вызовом подпрограммы или прерыванием. Указатель стека увеличивается на единицу, когда данные извлекаются из стека с помощью инструкции POP, и увеличивается на два, когда данные извлекаются из стека с возвратом из подпрограммы RET или возвратом из прерывания RETI.

Указатель стека AVR реализован в виде двух 8-битных регистров в пространстве ввода-вывода. Фактически используемое количество битов зависит от реализации. Обратите внимание, что пространство данных в некоторых реализациях архитектуры AVR настолько мало, что требуется только SPL. В этом случае регистр SPH будет отсутствовать.

В вашем случае, я думаю, присутствует только SPL (128 байт ОЗУ = 7 бит).

Помимо аппаратного обеспечения, это зависит от вашего фреймворка, который для большинства частей AVR будет включать GCC, GNU Binutils и avr-libc . Беглый взгляд на часто задаваемые вопросы по avr-libc выявил два хороших вопроса:

http://www.nongnu.org/avr-libc/user-manual/FAQ.html#faq_reg_usage

Какие регистры используются компилятором C?

• Типы данных: char — 8 бит, int — 16 бит, long — 32 бита, long long — 64 бита, float и double — 32 бита (это единственный поддерживаемый формат с плавающей запятой), указатели — 16 бит (указатели функций — слова). адресов, что позволяет адресовать до 128 КБ памяти программ). Существует параметр -mint8 (см. Параметры компилятора C avr-gcc), чтобы сделать int 8-битным, но он не поддерживается avr-libc и нарушает стандарты C (int должен быть как минимум 16-битным). Он может быть удален в будущем выпуске.

• Используемые вызовом регистры (r18-r27, r30-r31): могут быть выделены gcc для локальных данных. Вы можете свободно использовать их в подпрограммах ассемблера. Вызов подпрограмм C может стереть любую из них — вызывающая сторона отвечает за сохранение и восстановление.

• Регистры, сохраненные при вызове (r2-r17, r28-r29): могут быть выделены gcc для локальных данных. Вызов подпрограмм C оставляет их без изменений. Подпрограммы ассемблера отвечают за сохранение и восстановление этих регистров в случае их изменения. r29:r28 (указатель Y) используется в качестве указателя кадра (указывает на локальные данные в стеке), если это необходимо. Требование к вызываемому объекту сохранять/сохранять содержимое этих регистров применяется даже в ситуациях, когда компилятор назначает их для передачи аргументов.

• Фиксированные регистры (r0, r1): никогда не выделялись gcc для локальных данных, но часто используются для фиксированных целей:

  r0 - временный регистр, может быть затерт любым кодом C (кроме обработчиков прерываний, которые его сохраняют), может использоваться для запоминания чего-либо на некоторое время в рамках одного фрагмента кода на ассемблере

  r1 — предполагается, что он всегда равен нулю в любом коде C, может использоваться для запоминания чего-либо на некоторое время в одном фрагменте кода на ассемблере, но затем должен быть очищен после использования (clr r1). Это включает в себя любое использование инструкций [f]mul[s[u]], которые возвращают свой результат в r1:r0. Обработчики прерываний сохраняют и очищают r1 при входе и восстанавливают r1 при выходе (если он не равен нулю).

• Соглашения о вызовах функций: Аргументы располагаются слева направо, с r25 по r8. Все аргументы выравниваются, чтобы начинаться с четных регистров (аргументы нечетного размера, включая char, имеют над собой один свободный регистр). Это позволяет лучше использовать инструкцию movw на расширенном ядре.

Если слишком много, те, которые не подходят, передаются в стек.

Возвращаемые значения: 8 бит в r24 (не r25!), 16 бит в r25:r24, до 32 бит в r22-r25, до 64 бит в r18-r25. 8-битные возвращаемые значения расширяются от нуля/знака до 16 бит вызываемой функцией (символ без знака более эффективен, чем знаковый char — просто clr r25). Все аргументы функций с переменным списком аргументов (printf и т. д.) передаются в стек, а char расширяется до int.

http://www.nongnu.org/avr-libc/user-manual/FAQ.html#faq_ramoverlap

Как обнаружить проблемы с оперативной памятью и перекрытием переменных? Вы можете просто запустить avr-nm для вашего выходного (ELF) файла. Запустите его с параметром -n, и он отсортирует символы по цифрам (по умолчанию они отсортированы по алфавиту).

Ищите символ _end, это первый адрес в ОЗУ, который не выделен переменной. (avr-gcc внутренне добавляет 0x800000 ко всем адресам переменных data/bss, поэтому игнорируйте это смещение.) Затем код инициализации во время выполнения инициализирует указатель стека (по умолчанию), чтобы он указывал на последний доступный адрес во (внутренней) SRAM. . Таким образом, область между _end и концом SRAM — это то, что доступно для стека. (Если ваше приложение использует malloc(), что, например, также может происходить внутри printf(), куча для динамической памяти также находится там. См. разделы «Области памяти» и «Использование malloc()».)

Объем стека, необходимый для вашего приложения, не так просто определить. Например, если вы рекурсивно вызываете функцию и забываете прервать эту рекурсию, требуемый объем стека бесконечен. :-) Вы можете посмотреть сгенерированный код ассемблера (avr-gcc ... -S), в каждом сгенерированном файле ассемблера есть комментарий, в котором указан размер кадра для каждой сгенерированной функции. Это количество стека, необходимое для этой функции, вы должны добавить его для всех функций, где вы знаете, что вызовы могут быть вложенными.