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标题: ARM子步调和栈 [打印本页]

作者: 没腿的鸟 时间: 2025-5-6 16:03
标题: ARM子步调和栈
微处理器中的栈由栈指针指向存储器中的栈顶来实现，当数据项入栈时，栈
指针向上移动，当数据项出栈时，栈指针向下移动。
实现栈时需要做出两个决定：一是当数据项进栈时是向低位地点方向向上生
长（图a和图b）还是向高位地点方向向下生长（图c和图d），另一个决定是
栈指针时指向当前位置栈顶的数据项（图a和图c）还是指向栈顶上的第一个
空缺位置（图b和图d）
术语TOS表现栈顶（top of stack）指明了栈中的下一个数据项，用栈来生存子步调调用后的返回地点

下图描述了一个栈指针指向栈顶项的栈。当一个项被进栈，栈指针递减，当
一个项出栈，栈指针递增：

用栈指针SP来定义入栈和出栈操作：

注意栈指针按照4个字节递增或递减，由于存储器按照字节编址，栈的数据项长为一个字（4个字节）。
子步调调用和返回

可以通过先将返回地点入栈，然后跳转到分支目标地点处来实现子步调调用。
该操作在CISC处理器中由JSR target或BSR target指令来实现。ARM没有实现这
一操作，需通过下述指令来实现：

; 假设栈朝低地址方向生长且SP指向栈的下一个数据项
SUB r13,r13,#4 ; 栈指针先递减
STR r15,[r13] ; 返回地址入栈
B Target ; 跳转到目标地址
… ; 在这里返回

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一旦执行完子步调中的代码，就会执行子步调返回指令RTS，且PC将规复到指令BSR Proc_A被取出来之后的那个点。RTS指令的作用是：
RTS： [PC] <- [[Sp]] ; 把栈中的返回地点复制到PC
[SP] <- [SP] + 4 ; 调整栈指针
栈将向上移动4个字节，由于每个地点都是4个字节。ARM不支持基于栈的子
步调返回机制，则代码应写为：
LDR r12,[r13],#+4 ; 取出生存的PC，栈指针后递增
SUB r15,r12,#4 ; 修正PC并将其加载到r15中以返回
注意：必须修改生存的PC，由于它指向实际返回地点之后4字节的位置（由于
ARM的整数流水线），然后将PC加载到r15，强制从子步调中返回。
尽管上面子步调调用的方法可以工作，但有一个更好的使用ARM块移动指令的机制：

STMIA sp!,{r6,lr} ; r6与链接寄存器入栈
... ; 这里是子程序代码
LDMDB sp!,{r6,pc} ; r6出栈并取出PC，返回地址出栈，送到PC以返回

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