gcc扩展选项__attribute__((interrupt))——指定中断处理函数属性

1、调用者保存寄存器与被调用者保存寄存器

• 假设：函数A调用了函数B，寄存器x在函数B中被修改了，对于A函数而言，逻辑上x内容在调用函数B的前后应该保持一致。现在需要解决前后不一致的问题，有两种思路：
  • 第一种：调用者保存的寄存器
    • 在函数A在调用函数B之前提前把寄存器x的值存入栈中，执行完函数B之后再恢复x的内容。
    • 在函数跳转前保存的寄存器，叫调用者保存寄存器
  • 第二种：被调用者保存的寄存器
    • 函数B在使用寄存器x前，先保存寄存器x的值到栈中，在函数B返回之前，要恢复寄存器x原来存储
      的内容
    • 在函数中，使用前必须保存、返回前必须恢复的寄存器
• 至于怎么划分寄存器是调用者保存，还是被调用者保存，这是芯片架构的函数调用规范决定的，写C语言的程序员不用感知。想了解RISC-V架构的函数调用规范，可参考文章：《RISC-V架构的函数调用规范和栈布局》；

2、异常向量表的访问方式：direct mode、vector mode

• 参考文章：《RISC-V架构——中断处理和中断控制器介绍》；

3、attribute((interrupt))的作用

__attribute__((interrupt)) void my_interrupt_function(void)
{
	...... //中断处理
	return;
}

• 在使用中断的vector模式时，需要将中断处理函数写到对应的异常向量表处，当产生中断时，硬件将自动跳转
• 中断处理就涉及到中断现场的保存和恢复，vector模式的中断处理函数一般C语言写的，那是否需要在中断处理函数里去写保存/恢复中断现场的代码？答案是不需要，只需要再中断处理函数前使用“attribute((interrupt))”修饰
• 作用：编译器将C语言写的中断处理函数翻译成汇编代码时，会自动插入保存/恢复现场的汇编代码。也就是把中断处理函数中会用到的寄存器都先存入栈中，在中断返回前，再从栈里面读出来恢复到寄存器中

4、汇编代码分析

• 同样的C语言函数，对比使用/不使用__attribute__((interrupt))修饰得到的反汇编文件
• 可以看到，使用__attribute__((interrupt))修饰后，汇编代码会多申请栈空间用于保存/恢复现场

5、总结

• 不使用__attribute__((interrupt))修饰，函数内只需要保存被调用者保存的寄存器
• 使用__attribute__((interrupt))修饰后，只要在函数内使用到的寄存器都必须保存再恢复，会占用更多的栈空间，翻译得到的汇编代码也会增多
• 还可以指定中断处理函数的优化等级： __attribute__((interrupt, optimize("O0")))
• 总结：只有中断处理函数才用__attribute__((interrupt))修饰，其余常规函数不要使用