对ARM堆栈的理解

来源：互联网发布：辽阳有线淘宝营业厅编辑：程序博客网时间：2024/04/17 05:32

对ARM堆栈的理解

堆栈严格来说应该叫做栈，栈(Stack)是限定仅在一端进行插入或删除操作的线性表。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。但这里的堆栈和uC/OS操作系统的任务堆栈又有区别，uC/OS的每个任务都有自己的堆栈，要是把uC/OS移植到ARM上，可以借助ARM的堆栈指针来实现。存储器堆栈可分为两种：

向上生长：向高地址方向生长，称为递增堆栈

向下生长：向低地址方向生长，称为递减堆栈

堆栈指针指向最后压入的堆栈的有效数据项，称为满堆栈；堆栈指针指向下一个要放入的空位置，称为空堆栈。这样就有4中类型的堆栈表示递增和递减的满堆栈和空堆栈的各种组合。

满递增：堆栈通过增大存储器的地址向上增长，堆栈指针指向内含有效数据项的最高地址。指令如LDMFA，STMFA等。
空递增：堆栈通过增大存储器的地址向上增长，堆栈指针指向堆栈上的第一个空位置。指令如LDMEA，STMEA等。

满递减：堆栈通过减小存储器的地址向下增长，堆栈指针指向内含有效数据项的最低地址。指令如LDMFD，STMFD等。
空递减：堆栈通过减小存储器的地址向下增长，堆栈指针指向堆栈下的第一个空位置。指令如LDMED，STMED等。

为什么说“向上生长”和“向下生长”呢？那是以为，一般画堆栈示意图都是把低地址画在下面，高地址画在上面。如下图。

有一点需要注意的是，虽然ARM处理器核对于两种生长方式的堆栈均支持，但ADS的C语言编译器仅支持一种方式，即从上往下长，并且必须是满递减堆栈。所以STMFD等指令用的最多。

栈顶和栈底示意图

在操作系统中，栈是向下生长的。

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