Android 臂组件。将r13（堆栈指针）用作通用寄存器是否安全？

我正在编写一个非常优化的叶函数，为了让它运行得更快，我想使用R13作为通用寄存器。在使用R13之前，我通过将其移动到一个VFP寄存器来保护它，在从函数返回之前，我通过将其移回来恢复它。看起来是这样的：

/* Start of the function */
push { r4 - r12, r14 }
vmov s0, r13
/* Body of the function. Here I use R13
 * as a general purpose register */
vmov r13, s0
pop { r4 - r12, r14 }
bx lr

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它是有效的。但我读到一些操作系统假设R13总是用作堆栈指针，而将其用作通用寄存器可能会导致崩溃。我还应该说，这个功能只打算在Android（Linux）上运行。谢谢 LR <强>，并且不能将一些工作移到霓虹灯寄存器，例如使用填充整数，即使只关心低32位。

（对于更多的标量整数，使用SIMD REG通常仅在算法中存在一组孤立的值，这些值不与其他值交互，并且您不需要对它们进行分支或将它们用作指针时才有用。在某些ARM CPU上，int和SIMD之间的传输很慢。）

这是非常不标准的，甚至只可能在用户空间中安全，而不是在内核中

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如果安装了任何信号处理程序，则当其中一个信号到达时，堆栈指针必须有效。（这是异步的。）

除了信号处理程序之外，Linux中没有其他异步使用用户空间堆栈指针的方法。（除非您正在使用GDB进行调试，并使用

print foo（123）

，其中foo是目标进程中的一个函数。）

正如上的评论（x86-64相当于这个问题）中提到的，即使对于信号，也有一个变通方法：

使用

sigaltstack

设置替代堆栈，并在安装处理程序时在

sigaction

的标志中指定

sau ONSTACK

正如@Timothy指出的，如果SP的scratch值可能是一个正好“指向”alt堆栈的整数，那么信号分派机制将假定这是一个嵌套信号，并且不会修改SP（因为在实际的嵌套信号情况下，它将覆盖第一个信号处理程序仍在使用的堆栈）。因此，您可以将

从SP推到未映射页面，除非分配两倍于您需要的量，并且只将上半部分传递给
sigaltstack。（对于简单的信号处理程序，可能只有2k或4k，它们在不做太多工作后返回）

即使使用嵌套信号，这也应该是安全的：只有最外层的信号处理程序可以在alt堆栈底部附近启动，并使用实际altstack之外的一些分配空间。如果SP仍在altstack内，则另一个信号将使用低于该值的空间。或者，如果SP已超出altstack，它将使用altstack的顶部

或者，如果您的任何GP寄存器需要成为指针，您可以通过使用SP来保存指向肯定不是alt堆栈的其他对象的指针来避免这种过度分配的需要。如果调试器使用当前SP进行某些操作，则将其作为有效指针会导致损坏而不是出现故障，或者如果altstack机制出错。但这只是故障模式的不同之处：两者都是灾难性的


硬件中断保存内核堆栈上的状态，而不是用户空间堆栈上的状态。如果他们使用了用户堆栈：

用户空间可能因SP无效而导致操作系统崩溃
用户空间可以通过让另一个用户空间线程修改内核的堆栈数据（包括返回地址）来获得内核权限
（进程的所有用户空间线程共享同一页表，并且可以读/写彼此的堆栈映射。）

Linux/Android与没有虚拟内存或严格执行权限分离的轻量级RTO非常不同。
当您的代码执行时触发上下文切换/irq时，OS/hw可能会假设R13是TOS，因此它会将其保存为可以恢复
恢复执行时的TOS

在你的情况下，这可能是个问题

一种明智的方法是使代码变得关键，并以某种方式强制系统勾选/irq挂起，直到例程完成/R13恢复

如果您确实需要额外的寄存器，那么使用LR（R14）可能会更好。
这不是一个好主意，也没有真正的理由将其用于堆栈以外的任何东西。如果你被打断，游戏就结束了，你会崩溃。用中断保护包装这段代码比仅仅用推、弹出其他寄存器并使用它包装这段代码更糟糕。所以只需使用另一个寄存器。不确定r13寄存器是否用于中断堆栈。ARM上的中断很奇怪。@old_timer:我假设/希望OP已经在使用所有其他GP寄存器，否则他们不会试图通过保存/恢复堆栈指针来获取更多的1。那么使用堆栈，不要干扰中断，尤其是在android、linux上。是否使用r13取决于内核和模式。，不过，这是一个很好的观点……由于堆栈切换是使用堆栈指针值触发的，因此需要分配两倍所需的堆栈大小，并将上半部分传递给
sigaltstack
@TimothyBaldwin：为什么它必须与线程的主堆栈相邻？还是同样大小？如果您的信号处理程序都很简单，您可能只需要一两页，它们就可以运行并进行
sigreurn
系统调用，以获取内核以还原旧上下文。OP使用堆栈指针作为通用寄存器，它可能包含任何值，包括传递给
sigaltstack
的范围内的值。假设堆栈指针指向传递给
sigaltstack
的范围底部时出现信号，在这种情况下，堆栈指针的当前值将用作alte