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堆棧指針寄存器 SP 詳解

來源：網(wǎng)絡 2022-01-27 10:30:10

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堆棧是一種具有“后進先出”（LIFO---Last In First Out）特殊訪問屬性的存儲結構。堆

棧一般使用RAM 物理資源作為存儲體，再加上LIFO 訪問接口實現(xiàn)。

堆棧的實現(xiàn)方法：在隨機存儲器區(qū)劃出一塊區(qū)域作為堆棧區(qū)，數(shù)據(jù)可以一個個順序地存入（壓入）到這個區(qū)域之中，這個過程稱為‘壓棧’（push ）。通常用一個指針（堆棧指針SP---StackPointer）實現(xiàn)做一次調(diào)整，SP總指向最后一個壓入堆棧的數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)單元（棧頂）。從堆棧中讀取數(shù)據(jù)時，按照堆棧指針指向的堆棧單元讀取堆棧數(shù)據(jù)，這個過程叫做 ‘彈出’（pop ），每彈出一個數(shù)據(jù)，SP 即向相反方向做一次調(diào)整，如此就實現(xiàn)了后進先出的原則。

堆棧是計算機中廣泛應用的技術，基于堆棧具有的數(shù)據(jù)進出LIFO特性，常應用于保存中斷斷點、保存子程序調(diào)用返回點、保存CPU現(xiàn)場數(shù)據(jù)等，也用于程序間傳遞參數(shù)。ARM處理器中通常將寄存器R13作為堆棧指針（SP）。ARM處理器針對不同的模式，共有 6 個堆棧指針（SP），其中用戶模式和系統(tǒng)模式共用一個SP，每種異常模式都有各自專用的R13寄存器（SP）。它們通常指向各模式所對應的專用堆棧，也就是ARM處理器允許用戶程序有六個不同的堆棧空間。這些堆棧指針分別為R13、R13_svc、R13_abt、R13_und、R13_irq、R13_fiq，如表2-3堆棧指針寄存器所示。為了更準確地描述堆棧，根據(jù)“壓棧”操作時堆棧指針的增減方向，將堆棧區(qū)分為‘遞增堆棧’（SP 向大數(shù)值方向變化）和‘遞減堆棧’（SP 向小數(shù)值方向變化）；又根據(jù)SP 指針指向的存儲單元是否含有堆棧數(shù)據(jù)，又將堆棧區(qū)分為‘滿堆棧’（SP 指向單元含有堆棧有效數(shù)據(jù)）和‘空堆棧’（SP 指向單元不含有堆棧有效數(shù)據(jù)）。這樣兩兩組合共有四種堆棧方式——滿遞增、空遞增、滿遞減和空遞減。ARM處理器的堆棧操作具有非常大的靈活性，對這四種類型的堆棧都支持。ARM處理器中的R13被用作SP。當不使用堆棧時，R13 也可以用做通用數(shù)據(jù)寄存器。

關鍵詞：堆棧指針寄存器S