RISC-V架构异常处理与栈回溯（一）

目录

 RISC-V栈帧结构分析

开启编译优化后FP当成普通寄存器

实现自己的异常处理栈回溯函数

异常处理打印上下文和任务栈验证

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        前面两篇文章分析了RISC-V上FreeRTOS的启动以及OS任务切换的处理流程，本文基于之前的分析，实现自己的栈回溯函数，程序出错陷入异常处理中，打印处函数调用关系及其上下文数据，方便以后问题调试。还是基于qemu模拟器，使用FreeRTOS官方标准发布包的FreeRTOS/Demo/RISC-V-Qemu-virt_GCC工程调试。

RISC-V栈帧结构分析

        写一个简单的test.c

long test_fun_b(long x, long y)
{
	printf("%s x:%ld y:%ld\r\n", __func__, x, y); 
	return x+y;
}

long test_fun_a(long m, long n, long x, long y)
{
	long b = 10;
	long c = 11;

	b = b + c + m;
	c = b + c + n;

	test_fun_b(b, c); 

	printf("%s b:%ld c:%ld\r\n", __func__, b, c);

	return b+c;
 
}

long test_fun_c(long x0, int x1, short x2, char x3, const char* x4, int x5, int x6, int x7, char x8)
{
	long b;
	long c;


	b = x0 + x1 + x2 + x3;
	c = x5 + x6 + x7 + x8;

	printf("%s b:%ld c:%ld %s x4:%d\r\n", __func__, b, c, x4, x8);

	b = test_fun_a(b, c, 0, 2); 

	return b+c;
}

int main(void)
{
        test_fun_c(1, 2, 3, 4, "test", 6, 7, 8, 9);

        return 0;
}

        使用RISC-V Linux编译器编译：riscv32-unknown-linux-gnu-gcc  test.c -o rv_test，

之后反汇编：riscv32-unknown-linux-gnu-objdump -S -d rv_test > rv_test.dsi

截取部分反汇编代码如下：

从进入函数test_fun_a开始分析，如下图所示，假设此时sp处在1位置，

执行完115行

   103f8: 7179                 addi sp,sp,-48

sp移动到了上图2位置，也就是在栈中留出了test_fun_a的栈帧，继续执完接下来两行代码，

   103fa: d606                 sw ra,44(sp)

   103fc: d422                 sw s0,40(sp)

则，ra和s0（s0也就是fp）都保存到当前函数栈帧中，如上图所示的位置。接下来执行  

   103fe:	1800                addi	s0,sp,48

s0的值更新了，指向了函数栈帧的开始位置，也就是上图sp位置1。继续执行，保存函数局部变量、参数a0，a1...等，直到141行调用函数test_fun_b时，test_fun_a的栈帧大致如下：

继续执行，进入函数test_fun_b，执行完test_fun_b前面3行代码，

   103be:	1101                	   addi	sp,sp,-32
   103c0:	ce06                		sw	ra,28(sp)
   103c2:	cc22                		sw	s0,24(sp)

此时s0的值还未修改，sw s0,24(sp)压栈保存的是test_fun_a栈帧的起始位置，栈帧如下图所示。

继续执行完

   103c4: 1000 &nb