硬件堆栈和软件堆栈

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1、硬件堆栈和软件堆栈在AVR中的理解 (2010-02-0118:43:03)首先是从理论上的东西。。网上转载来的，后面是看AVR代码时得出的一些东西。硬件堆栈：或许也可以称作系统堆栈，是位于片内RAM区。有人说，只要能使用PUSH，POP指令的单片机，都可以说含有硬件堆栈。这样的说法我个人觉得不是很全面。通过指令进行压栈和出栈操作只是系统堆栈中的一种操做。系统堆栈还可以被隐含调用。例如，当调用子程序时，系统会主动把返回地址压入堆栈，并不需要用户通过指令操作。通常，栈底设在内存的高端，也就是把内存的最高一段空间划

2、作栈区。这些都是向下生长栈。栈指针可能是专用的寄存器，也可能借用一通用寄存器。也有单片机是在数据区里划一块作栈区，可能是向上生长，也可能是向下生长。硬件堆栈：是通过寄存器SPH，SPL做为索引指针的地址，是调用了CALL，RCALL等函数调用指令后硬件自动填充的堆栈！软件堆栈：是编译器为了处理一些参数传递而做的堆栈，会由编译器自动产生和处理，可以通过相应的编译选项对其进行编辑。简单一点说，硬件堆栈主要做为地址堆栈用，而软件堆栈主要会被分配成数据堆栈！---摘自《AVR单片机C语言开发入门指导》- P169---

3、    ICCAVR 使用两个堆栈：一个用于子程序调用和中断操作的硬件堆栈，一个用于传递参数、临时变量和局部变量的软件堆栈。可以使用堆栈检测函数检测两个堆栈是否溢出。单片机在执行调用子程序的指令时，一般会把返回地址自动存入堆栈，而没有被单片机自动入栈但是也需要保存的内容比如状态寄存器、通用寄存器等，就得通过PUSH等指令把它们人为地保存到堆栈中。自动入栈和“人为入栈”可能使用的是一个堆栈指针。有的单片机可以分开，比如AVR，可以通过“ST-Y,R0”这样的指令把R0存入软件堆栈区（Y是由R28和R29两个寄存器

4、的值组成的16位指针），有的单片机缺少这样的指令，就会把软件堆栈和硬件堆栈放在一个栈空间，都使用SP，比如51. 看其栈顶指针是否和CPU具有特殊的关联，有关联者（如SP）“硬”，而无关联者“软”。如果没有硬堆栈，你可以选定一个寄存器作堆栈指针，通过软件实现堆栈操作。移植μC/OS-II也不一定要硬堆栈。ARM就很难说它的堆栈是软的还是硬的。32位的ARM指令中没有PUSH、POP指令。ARM习惯上用R13作堆栈指针（SP），但用别的寄存器作堆栈指针也未常不可。ARM习惯上用LDM/STM（多寄存器加载/存储指

5、令）来操作堆栈，压多少，按什么顺序都能选择。应该说ARM是软硬结合的堆栈。C代码（AVR-GCC编译，优化等级-00）:#includeintadd(inta,intb){    intc;    c=a+b;       returnc;}intmain(void){    inta=2,b=3,c=0;c=add(a,b);//c=sub(a,b);}汇编代码：（省略一些boot代码）。。。。。。。00000054<__ctors_end>:  54:    1124          

6、 eor    r1,r1  56:    1fbe           out    0x3f,r1    ;63     58:    cfe5           ldi    r28,0x5F    ;95         //此处Y指针和SP都指到了SRAM最高端  5a:    d4e0           ldi    r29,0x04    ;4  5c:    debf           out    0x3e,r29    ;62  5e:    cdbf           out   

7、 0x3d,r28    ;61。。。0000008e:#includeintadd(inta,intb){  8e:    cf93           push    r28  90:    df93           push    r29                   //保存了Y指针，此时SP已经-2，这里再减2  92:    cdb7           in    r28,0x3d    ;61       //重新定位Y指针跟SP一样。  94:    d

8、eb7           in    r29,0x3e    ;62  96:    2697           sbiw    r28,0x06    ;6      //减掉6，即向下开了6字节的区域，存放3变量  98:    0fb6           in    r0,0x3f    ;63  9a:    f894           cli  9c:    debf