[ARM 汇编]进阶篇—存储访问指令—2.3.3 栈操作指令

栈是一种特殊的数据结构，其特点是后进先出（LIFO，Last In First Out）。在 ARM 汇编中，栈通常用于保存函数调用时的寄存器状态、局部变量和返回地址等。本节将详细介绍 ARM 汇编中的栈操作指令，并通过实例帮助你更好地理解和掌握这些指令。

• 推入栈（PUSH）
  

PUSH 指令用于将一个或多个寄存器的值推入栈中。基本语法如下：

1. PUSH {reglist}

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其中，reglist 是要推入栈的寄存器列表。
示例：

1. PUSH {R0-R3} ; 将寄存器 R0-R3 的值推入栈中

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在这个示例中，PUSH 指令将寄存器 R0-R3 的值推入栈中。注意，ARM 汇编中的栈默认使用降序（Full Descending）模式，即栈顶指针指向栈的最高地址，每次入栈操作时，栈顶指针向低地址方向移动。栈顶指针通常使用 R13（也称为 SP，Stack Pointer）寄存器。

• 弹出栈（POP）
  

POP 指令用于从栈中弹出一个或多个寄存器的值。基本语法如下：

1. POP {reglist}

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其中，reglist 是要从栈中弹出的寄存器列表。
示例：

1. POP {R0-R3} ; 从栈中弹出值到寄存器 R0-R3

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在这个示例中，POP 指令从栈中弹出值到寄存器 R0-R3。每次出栈操作时，栈顶指针向高地址方向移动。
以下是一个简单的示例，演示如何使用 PUSH 和 POP 指令保存和恢复寄存器状态：

1. ; 假设在调用一个函数前，需要保存 R0-R3 寄存器的值
3. PUSH {R0-R3} ; 将寄存器 R0-R3 的值推入栈中
5. ; 调用函数
6. BL some_function
8. ; 在函数返回后，恢复 R0-R3 寄存器的值
9. POP {R0-R3}

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在这个示例中，我们首先使用 PUSH 指令将寄存器 R0-R3 的值保存到栈中，然后调用一个函数。在函数返回后，我们使用 POP 指令恢复 R0-R3 寄存器的值。这样，我们可以确保在调用函数前后，寄存器的值不会被修改。
在实际编程中，你可能需要根据具体需求使用 PUSH 和 POP 指令保存和恢复寄存器状态。通过多加练习和实践，你将更加熟练地掌握这些指令的使用。
现在让我们再看一个稍微复杂一点的例子，演示如何使用栈保存函数调用时的局部变量和返回地址：
假设我们有一个名为 sum 的函数，该函数计算两个整数的和。我们将使用 R0 和 R1 寄存器传递参数，将结果存储在 R0 寄存器中。在 sum 函数内部，我们将使用 R4 作为局部变量。

1. ; 调用 sum 函数的代码
3. MOV R0, #5  ; 第一个参数：5
4. MOV R1, #3  ; 第二个参数：3
6. BL sum  ; 调用 sum 函数
8. ; 此时 R0寄存器中存储着两个数的和
10. ; sum 函数的实现
11. sum:
12. ; 保存寄存器状态
13. PUSH {R0-R3, R4, LR} ; 保存 R0-R3, R4 寄存器和返回地址（Link Register，LR）
15. ; 计算两个数的和
16. MOV R4, R0 ; 将 R0 的值（第一个参数）复制到 R4 寄存器
17. ADD R0, R4, R1 ; 将 R4 和 R1 的值相加，并将结果存储在 R0 寄存器中
19. ; 恢复寄存器状态
20. POP {R0-R3, R4, LR} ; 从栈中弹出值到 R0-R3, R4 寄存器和返回地址（Link Register，LR）
22. ; 返回
23. BX LR ; 使用 BX 指令跳转到 LR 寄存器存储的返回地址

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在这个例子中，我们首先使用 PUSH 指令保存寄存器 R0-R3、R4 和返回地址（Link Register，LR）。然后我们计算两个数的和，并将结果存储在 R0 寄存器中。最后，我们使用 POP 指令恢复寄存器状态，并使用 BX 指令跳转到 LR 寄存器存储的返回地址。
通过这个示例，你应该能更好地理解如何使用栈操作指令保存和恢复寄存器状态、局部变量和返回地址。在实际编程中，你可能需要根据具体需求使用这些指令。通过多加练习和实践，你将更加熟练地掌握这些指令的使用。
总结一下，ARM 汇编中的栈操作主要包括 PUSH 和 POP 指令，用于保存和恢复寄存器状态、局部变量和返回地址。希望这些示例能帮助你更好地理解和掌握这些指令。在实际编程中，你需要根据具体需求灵活运用这些知识。继续加油，你已经在成为一名高级 ARM 汇编程序员的道路上迈出了坚实的一步！
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