Прошу прощения. Установка пина выполнялась исключительно для того, чтобы понять сколько времени занимает вход в прерывание и первое считывание порта. В выложенном листинге ее нет. Было примерно так:

Ну вот, а это означает, что хоть и установлена 48МГц, но код, состоящий из последовательности 4-байтовых команд, будет выполняться со скоростью 24MIPS. Так что перенос в ОЗУ должен помочь.
Если будет поток из одних 4-байтовых команд, то prefetch buffer никак не поможет. Хотя у ТС в данном случае команды в основном 2-байтные.


А теперь посмотрите листинг - сколько там команд, просуммируйте со временем стекинга и прочими временами. Как раз и получите, что имеете.
Как уже Вам советовали - не стоит использовать 8-и и 16-битные переменные где ни попадя на 32-битном CPU. Это приводит к лишним командам в коде.

Ага. Все! И неспроста.

Можно ли как-то отключить стекинг РОН или это делается аппаратно? К примеру, не использовать РОН в обработчике прерывания.
Не понятно, включено ли время стекинга (PUSH) во время Interrupt Latency (16 циклов)?
Переменные заменил на intы, обработчик положил в ОЗУ.

нельзя.


Можно избавиться от PUSH, написав ISR на асме.

Включено. Иначе, что бы там делалось целых 16 тактов?
Читайте Джозефа Ю.

Если ограничить количество переменных, можно уложиться в те регистры, что сохраняются аппаратно.
Компилятор сам лишних регистров не сохраняет. Я так думаю.

Это бы много объяснило. Часть регистров помещается в стек аппаратно и отключить это невозможно. Время за которое это происходит составляет минимальное время реакции на прерывание (Interrupt Latency - 16 cycles).
PUSH в начале обработчика помещает дополнительно еще парочку РОН и от этого можно уйти, написав обработчик на асме.


Поясните, пожалуйста.

А в чём сыр-бор??? Чего добиться то хотите???

Можно, если использовать только R0 - R3, R12, а в случае дополнительной нужды в регистрах (не забываем - RISC - все действия только с регистрами, кроме загрузки-выгрузки)
без PUSH/POP не обойтись.
И кстати, bitbanding по регистрам периферии может помочь уменьшить число команд.

Или наоборот - увеличить

Мысль, конечно, интересная, но у STM32F0 этой фичи нет.

Cortex-M0, тогда да, пардону просим. Всё время упускаю, что есть ARMv6



Личный опыт показывает, что число команд R-M-W уменьшается

Я так понимаю, ARM стремилась в Cortex-M0 использовать преимущественно 16-битовые команды, ради экономии памяти.


Попробуйте сделать что-то совсем простое, инвертировать бит, например. И без asm ненужные регистры в стек запихиваться не будут.

Вы будете смеяться, но Cortex-M0 и ARMv6 тут совершенно ни чём.
Bit-banding - это опция на процессорах M0, M3 и M4. Так уж получилось, что она чаще встречается у M3 и M4, чем у M0. См. тут.

Если код типа:
u32 i = GPIOC->IDR & 0x1FFF;
*BITBAND_IO(&GPIOC->ODR, bitX) = 1;
то может увеличиться, так как народ часто использует команды RMW там где они реально не нужны (а периферия GPIO во многих МК как правило имеет регистры позволяющие установку/сброс отдельных битов просто командами записи, а не чтения-модификации-записи). А обращение к региону bitband требует дополнительной загрузки указателя на него.
К тому же например IAR почему-то плохо компилит код с обращением к битбанд-области - получается куча лишних команд даже при полной оптимизации. ((


Не правильно пояснили
Потому, что в коде из листинга используются регистры R0-R7 и только простые режимы адресации (без автоинкрементов, длинных смещений и т.п.) и формы команд влияющие на флаги (MOVS, LSLS, ...) и т.п.
Поэтому все команды короткие.