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ARM堆栈方式

时间:11-11 来源:互联网 点击:
初学ARM指令时,如果从字面上理解满堆栈和空堆栈很有可能会歪曲它们的意思。可以想象一下,“满堆栈”就是一个满的堆栈,不能再存储数据了;而“空堆栈”就是一个空的堆栈,没有被使用的堆栈,呵呵,这样理解的话那就错了。

实际上“满堆栈”和“空堆栈”确切的说应该是“满栈”或者是“空栈”,我们只是习惯了把栈叫做堆栈。而二者深层的意思是说的“位置”或者“地址”,而不是“堆栈”。如果叫“满位置”或者“空位置”更容易理解一些。下面是《ARM嵌入式系统开发 --软件设计与优化》书中给的解释:

满堆栈(full stack,“F”)是指堆栈指针指向堆栈的最后一个已使用的地址或者满位置(也就是sp指向堆栈最后一个数据项位置)。

空堆栈(empty stack,"E")是指sp指向堆栈的第一个没有使用的地址或者空位置(也就是说sp指向堆栈最后一个数据项的下一个位置)。

满堆栈的关键词是最后一个已使用的地址,空堆栈是第一个没有使用的地址。

存储器堆栈可以分为两种:

一种是向上生长,就是向着高地址方向生长,称为递增堆栈。
一种是向下生长,就是向着低地址方向生长,称为递减堆栈。

这样,就有四种组合:满递增(FA)、空递增(EA)、满递减(FD)、空递减(ED)。

入栈规律:
(1)满堆栈操作先调整SP,然后存入数据。
(2)空堆栈操作先存入数据,然后调整SP。
(3)递增堆栈调整SP时,执行SP=SP+4
(4)递减堆栈调整SP时,执行SP=SP-4

出栈规律正好与入栈相反,也就是入栈的逆操作。
(1)空堆栈操作先调整SP,然后存入数据。
(2)满堆栈操作先存入数据,然后调整SP。
(3)递减堆栈调整SP时,执行SP=SP+4
(4)递增堆栈调整SP时,执行SP=SP-4

明确了这四个规律,就很容易分析各种堆栈寻址方式对应的堆栈分布情况了。
stmfd sp!, {r4-r11}

假设初始SP为0x0400,那么执行完毕后内存0x03E0-0x03FF保存寄存器R4-R11的内容。
stmed sp!, {r4-r11}

假设初始SP为0x0400,那么执行完毕后内存0x03E4-0x0403保存寄存器R4-R11的内容。
实际应用中,只选用一种方式使用就可以了。最常用最典型的就是后缀为“FD”时的结构,这是人们熟悉的堆栈结构。
stmfd sp!, {r4-r11, lr}
ldmfd sp!, {r4-r11, lr}

例1:

PRE

r1 = 0X00000002

r4 = 0x00000003

sp = 0x00080014

STMFD sp!, {r1, r4}

POST

r1 = 0X00000002

r4 = 0x00000003

sp = 0x0008000c

例2

PRE

r1 = 0X00000002

r4 = 0x00000003

sp = 0x00080010

STMFD sp!, {r1, r4}

POST

r1 = 0X00000002

r4 = 0x00000003

sp = 0x00080008

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