arch_misc.c

路径: arch\arm\armv7m\arch_misc.c

功能: ARM Cortex-M 架构相关的杂项工具函数实现。提供 os_ffs（Find First Set，从低位找第一个置 1 的位）、os_fls（Find Last Set，从高位找第一个置 1 的位）和 os_get_current_task_sp（获取当前任务栈指针）三个函数。

核心函数:

函数	说明
os_ffs	查找最低位 1 的位置（从 1 开始计数，0 返回 0），ARMCC 用汇编 RBIT+CLZ 实现，GCC 用 __builtin_ffs
os_fls	查找最高位 1 的位置（从 1 开始计数，32bit 最高位为 32），纯 C 二分查找实现
os_get_current_task_sp	获取当前任务栈指针（PSP），通过 MRS PSP 指令读取

关键设计点:

1. os_ffs 多编译器支持: ARMCC（__CC_ARM）使用内联汇编 RBIT + CLZ 实现高效位反转查找，GCC/Clang 使用内置函数 __builtin_ffs
2. os_fls 纯 C 实现: 使用二分查找法（每次折半检查高位），无需汇编，跨编译器和架构通用
3. os_get_current_task_sp: 直接读取 PSP（进程栈指针），用于任务上下文保存和栈检测

/**
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 *
 * @file        os_arch_misc.c
 *
 * @brief       This file provides misc related functions under the ARMv7-M architecture.
 *
 * @revision
 * Date         Author          Notes
 * 2021-01-12   OneOS Team      First version.
 ***********************************************************************************************************************
 */

#include <oneos_config.h>
#include <os_types.h>

#if defined(__CC_ARM)
/**
 * ARMCC 内联汇编实现 os_ffs
 * 算法：RBIT（位反转） + CLZ（前导零计数） + 1
 * 例：value=0x08 (bit3) → RBIT=0x10000000 → CLZ=0 → +1=1 → 返回 4
 */
__asm int32_t os_ffs(uint32_t value)
{
    CMP     R0, #0x00          /* 检查是否为 0 */
    BEQ     exit               /* 0 则返回 0 */

    RBIT    R0, R0             /* 位反转 */
    CLZ     R0, R0             /* 计算前导零 */
    ADDS    R0, R0, #0x01      /* 加 1（从 1 开始计数） */

exit
    BX      LR
}

/**
 * 获取当前任务栈指针（PSP = Process Stack Pointer）
 */
__asm void *os_get_current_task_sp(void)
{
    MRS     R0, PSP            /* 读取 PSP 到 R0（返回值） */
    BX      LR
}

#elif defined(__GNUC__) || defined(__CLANG_ARM)
/**
 * GCC/Clang 使用内置函数实现 os_ffs
 * __builtin_ffs(0) = 0, __builtin_ffs(1) = 1, __builtin_ffs(8) = 4
 */
int32_t os_ffs(uint32_t value)
{
    return __builtin_ffs(value);
}

/**
 * 获取当前任务栈指针（PSP）
 * 使用内联汇编读取 PSP 寄存器
 */
void *os_get_current_task_sp(void)
{
    register void *result;

    __asm__ __volatile__(
        "   MRS %0, PSP\n"     /* 读取 PSP */
        :   "=r"(result));     /* 输出到 result */

    return result;
}

#endif

/**
 * 查找最高位 1 的位置（Find Last Set）
 * 使用二分查找法，逐级检查高位
 *
 * 例：value=0x80000000 → 返回 32
 *     value=0x00000001 → 返回 1
 *     value=0x00000000 → 返回 0
 */
int32_t os_fls(uint32_t value)
{
    int32_t pos;

    pos = 32;

    if (!value)
    {
        pos = 0;
    }
    else
    {
        /* 检查 bit31-bit16 */
        if (!(value & 0xFFFF0000U))
        {
            value <<= 16;
            pos    -= 16;
        }

        /* 检查 bit31-bit24 */
        if (!(value & 0xFF000000U))
        {
            value <<= 8;
            pos    -= 8;
        }

        /* 检查 bit31-bit28 */
        if (!(value & 0xF0000000U))
        {
            value <<= 4;
            pos -= 4;
        }

        /* 检查 bit31-bit30 */
        if (!(value & 0xC0000000U))
        {
            value <<= 2;
            pos -= 2;
        }

        /* 检查 bit31 */
        if (!(value & 0x80000000U))
        {
            value <<= 1;
            pos -= 1;
        }
    }

    return pos;
}