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一、定义：栈(Stack)是限定仅在一端进行插入或删除操作的线性表。
4 E Q' d/ [+ {/ o' T$ I因此，对栈来说，可以进行插入或删除操作的一端端称为栈顶(top)，相应地，另一端称为栈底(bottom)。不含元素的空表称为空栈。由于堆栈只允许在一端进行操作，因而按照后进先出（LIFO-Last In First Out）的原理运作。从栈顶的定义来看，栈顶的位置是可变的。空栈时，栈顶和栈底重合；满栈时，栈顶离栈底最远。ARM为堆栈提供了硬件支持，它使用一个专门的寄存器（堆栈指针）指向堆栈的栈顶。而且7种模式都有各自独立的堆栈指针，也就是有各自独立的堆栈空间。1 T$ m: [* ~3 N. R! X2 L0 U% S: c
二、如何描述一个栈- I: U# e p: t) o. _
准确描述一个栈的特点需要两个参数
7 @8 U4 ^/ B; I栈地址的增长方向：ARM将向高地址增长（也叫做向上增长）的栈称为递增栈（ascendant Stack），将向低地址增长（也叫做向下增长）的栈称为递减栈（descendantStack）
) Y4 x/ X7 _ |' n栈指针的指向位置：ARM将栈指针指向栈顶元素位置的栈称为满栈（Full Stack），讲栈指针指向即将入栈的元素位置的栈称为空栈（Empty Stack）
4 J R8 m) k; ^4 K/ p4 _7 J) a8 C: }根据栈地址增长方向雨栈指针指向位置的不同，自然可以将栈分为四类：. i6 T. F) P2 `2 Q+ Z
3 x: d1 P8 p, J. O
下图描述了四种不同类型的栈，其中虚线部分表示即将入栈的元素。
/ F& r0 p: }. L, p3 u! ? ^
0 t. u' l; ]3 O0 `三、栈指令
% D' S6 J0 G3 E1 t4 G' c栈的操作指令无非两种：入栈和出栈，由于ARM描述了四种不同类型的栈，因此对应的栈指令一共有8条。
6 y* E% \& K& I% Y; Q% eSTM：（STore Multiple data）表示存储数据，即入栈。0 L. }; R2 G6 `
LDM：（LoaD Multiple data）表示加载数据，即出栈。3 o" Y! N5 T5 v8 z" \4 L
一般情况下，可以将栈操作指令分解为两步微指令：数据存取和栈指针移动。这两步操作的先后顺序和栈指针的移动方式由栈的类型决定。
$ b! t8 W( h& _! _, _3 t) r& S7 O! f! @6 T
ARM中存在一组缓冲区操作指令和栈指令是一一对应的，他们完成相同的功能。这些指令含义的区别来源于对存取操作的缓冲区指针地址增长方向，以及存取操作和缓冲区指针移动的先后顺序决定的。这个和前面描述的栈类型的分类原则十分相似。
5 R1 w, y. J5 |; g$ ~8 m) N# `9 ~
% Z6 {% h3 P2 n+ \2 b四、实例
u! V' _+ u% r& V* n# o+ z虽然ARM的栈类型和相关的操作指令比较繁琐，但是实际上最常用的还是和x86指令集相同的栈类型：栈向低地址方向增长，且栈指针指向栈顶元素的位置，即ARM的FD栈。因此最常见的ARM栈指令操作是STMFD和LDMFD。1 e! b" q$ H& P1 A% z3 [- {
例如入栈指令：
: J3 A- _, s, v% x2 HSTMFD SP,{R0-R3}- w3 a; y. S0 ~5 q
实际的微指令操作为：
8 k3 R# F% k% g! j7 m& E, k, E[SP-4] <= R3
: R" \9 H) \( k4 A' s[SP-8] <= R28 x+ q1 M: k: @+ R+ ?
[SP-12] <= R1
/ g x) [" v4 L9 u$ n[SP-16] <= R06 X. \0 h. Q: E3 n ]
在ARM的指令系统中，递减栈入栈操作的参数入栈顺序是从右到左依次入栈，而参数的出栈顺序则是从左到右的逆操作。对于递增栈，相应的操作则全部取反。
* u6 b6 k" H- B! D例如出栈指令：
5 J7 \: E8 M3 m% F/ C# L V7 OLDMFD SP,{R4-R7}
: V5 T0 K& V$ a/ v实际的微指令操作为：
7 @0 `3 ]" |( I[SP] => R4! m& s. v7 k. t$ t* I8 P
[SP+4] => R5) o8 g9 b: ?9 V2 U5 Q' D: Q
[SP+8] => R6
. F! ~9 r; A& d[SP+12] => R7+ ?9 X; V5 h) y9 j; h, ^& f! J" H4 s. x
上述的入栈和出栈指令其实仅仅对栈做了存取操作，并未真正改变SP指针的值。正常情况下，我们希望对栈操作后能自动修改栈指针SP的值，使用如下指令可以达到该目的。
5 [* g5 K; Q! S- }% q5 KSTMFD SP!,{R0-R3}4 p) E( J. a4 n0 G' G! M
对应的微指令操作为：' S! u( s' }$ _+ m$ O5 {
[SP-4] <= R3
2 |, ]( {2 ?* D( A[SP-8] <= R2
8 s, G3 S/ y, t% i; O[SP-12] <= R1
' J z+ B8 r+ ?7 X5 W[SP-16] <= R0
6 H+ V0 I+ z7 m6 iSP ＝ SP - 16
8 m4 @0 Z7 L; s/ E同样的：" k$ w% z1 R0 K1 @5 F( b! a
LDMFD SP!,{R4-R7}+ O( j" O6 `/ C+ \8 F( O
对应的微指令操作为：+ r: V7 Q6 \/ v4 {+ {" V' g
[SP] => R4; V, K' G' A! Q6 I
[SP+4] => R5
+ }4 k. x# P/ l. ]# Z' s8 Q[SP+8] => R6
" I' l$ ?* v: Q[SP+12] => R7
* l8 P$ E; S) N% RSP ＝ SP + 165 S. C$ k4 K6 M
2 D* R$ M" w# J; H6 `: a
" L0 r0 J) a. A/ A0 Z0 B5 i |
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发表于 2021-9-29 13:42
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