MSP（Main Stack Pointer，主栈指针）和PSP（Process Stack Pointer，进程栈指针）是ARM Cortex-M系列处理器（如STM32常用的Cortex-M3/M4/M7等）中用于管理栈内存的两个重要寄存器，主要用于支持**特权模式与用户模式的栈隔离**，是嵌入式系统中任务切换和安全隔离的核心机制。

一、核心功能：栈指针的角色

栈（Stack）是程序运行中用于存储临时数据（如函数局部变量、函数调用返回地址、中断现场保护等）的内存区域，栈指针寄存器（MSP/PSP）用于指示当前栈的顶部位置（栈的生长方向通常是从高地址到低地址）。

在ARM Cortex - M系列处理器中，SP，MSP和PS的关系如下：

定义与含义

• SP（Stack Pointer）：即栈指针，是一个通用的概念，用于指示栈顶的位置。在Cortex - M系列处理器中，它不是一个实际单独存在的物理寄存器，而是MSP和PSP的统称 。

• MSP（Main Stack Pointer）：主栈指针（默认栈指针），是Cortex - M系列处理器中的一个物理寄存器。芯片复位后，处理器默认使用MSP ，在特权模式（如中断服务程序、内核异常处理等）下，一般使用MSP来管理栈空间，用于存储中断/异常现场、内核级代码的栈数据等。

• PSP（Process Stack Pointer）：进程栈指针，也是Cortex - M系列处理器中的一个物理寄存器。PSP用于用户模式下管理栈空间，比如存储用户任务的局部变量、函数调用信息等。只有在配置并启用用户模式时，才会使用PSP ，并且在特权模式下可以对PSP进行读写操作 。

切换机制

使用宏开关--处理器通过CONTROL寄存器来控制当前使用的栈指针：

• CONTROL[1]位用于选择使用哪个栈指针，当CONTROL[1] = 0时，使用MSP ，这是复位后的默认状态；当CONTROL[1] = 1时，在用户模式下使用PSP 。

// 特权模式下配置PSP并切换到用户模式
void switch_to_user_mode(void) {
    // 1. 配置PSP指向用户栈的起始地址（假设用户栈已初始化）
    __set_PSP((uint32_t)user_stack_top);
    
    // 2. 设置CONTROL寄存器，切换到用户模式并使用PSP
    uint32_t control = __get_CONTROL();
    control |= (1 << 1);  // 置位CONTROL[1]，使用PSP
    control |= (1 << 0);  // 置位CONTROL[0]，切换到用户模式
    __set_CONTROL(control);
    
    // 3. 指令同步屏障，确保配置生效
    __ISB();
}

• 当进入中断服务程序时，无论当前使用的是MSP还是PSP，处理器会自动切换到使用MSP，以确保中断处理的安全性和独立性，不受用户模式栈状态的影响。退出中断时，若之前是在用户模式下运行，则恢复使用PSP。

应用场景

• MSP的应用场景：系统启动初始化阶段，配置MSP指向正确的栈内存区域（通常在启动文件中配置，如__initial_sp ）。在中断处理过程中，使用MSP保存中断现场（如寄存器值等），保证中断处理的稳定性和安全性，因为中断处理涉及到系统的关键功能，不能依赖于用户模式下可能不稳定的栈。

• PSP的应用场景：在实时操作系统（RTOS）中得到广泛应用。每个用户任务可以拥有独立的PSP ，在任务切换时，通过修改PSP指向不同任务的栈顶，实现不同任务栈空间的隔离，使得各个任务之间不会相互干扰，从而提高系统的稳定性和可靠性 。

简单来说，MSP和PSP是SP在不同运行模式下的具体实现，它们共同协作，为处理器在特权模式和用户模式下的栈管理提供支持。

二、关键区别与使用场景