? ? ?函數(shù)中的棧

　　棧是一種具有先入后出特性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，前面說(shuō)過(guò)，這種特性常常用來(lái)幫住我們“原理返回”或者“保持原樣”。試想，當(dāng)我們第一次來(lái)到一個(gè)陌生的城市，走在陌生的街道上，尋找一個(gè)陌生的目標(biāo)，最令我們有安全感的莫過(guò)于仔細(xì)記錄走過(guò)的每一個(gè)街道、穿過(guò)的每一個(gè)路口--這種安全感來(lái)源于潛意識(shí)里“萬(wàn)一找不到目的地就原路返回”的想法。記得20世紀(jì)90年代，有一首家喻戶曉的流行歌曲《星星點(diǎn)燈》中曾這樣唱到“星星點(diǎn)燈。。。為迷失的孩子，照亮來(lái)時(shí)的路”。

　　“找到來(lái)時(shí)的路”這種想法是人們基本的求生本能，對(duì)有人類編寫的C語(yǔ)言編譯器來(lái)說(shuō)，也是這樣--面對(duì)一層一層復(fù)雜嵌套關(guān)系的函數(shù)調(diào)用，編譯器總是試圖記錄下我們調(diào)用的過(guò)程，以便“找回回去的路”。棧就在這種場(chǎng)合中，得到了廣泛的應(yīng)用。

　　C語(yǔ)言支持函數(shù)的調(diào)用，這完全得益于棧式分配策略的使用。所謂棧式分配，拋去復(fù)雜的技術(shù)細(xì)節(jié)，簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，就是將函數(shù)內(nèi)部使用的種種信息（例如，局部變量）在發(fā)生函數(shù)嵌套調(diào)用時(shí)，壓入棧中“記錄下所走過(guò)的路”。這樣，當(dāng)調(diào)用的函數(shù)運(yùn)行結(jié)束需要返回時(shí)，編譯器就能很容易從棧中找到“來(lái)時(shí)的路”。使用模擬的方法，我們來(lái)具體看看這一過(guò)程。

　　我們假設(shè)：一個(gè)函數(shù)中所有牽涉到的局部信息都被包含在一個(gè)與函數(shù)同名的接節(jié)點(diǎn)中。當(dāng)我們?cè)谀骋粋€(gè)函數(shù)中發(fā)生了對(duì)另外一個(gè)函數(shù)的調(diào)用，就將本函數(shù)的局部信息壓入棧中--也就是將以該函數(shù)命名的結(jié)點(diǎn)壓入棧中：當(dāng)我們從某一函數(shù)中返回，就從棧中彈出一個(gè)結(jié)點(diǎn)。觀察一段代碼的函數(shù)調(diào)用情況，了解編譯器如何借助來(lái)實(shí)現(xiàn)函數(shù)的嵌套調(diào)用。

? ? ? 軟件堆棧和硬件堆棧

　　ICCAVR 使用兩個(gè)堆棧：一個(gè)用于子程序調(diào)用和中斷操作的硬件堆棧，一個(gè)用于傳遞參數(shù)、臨時(shí)變量和局部變量的軟件堆棧。可以使用堆棧檢測(cè)函數(shù)檢測(cè)兩個(gè)堆棧是否溢出。

　　看其棧頂指針是否和CPU具有特殊的關(guān)聯(lián)，有關(guān)聯(lián)者（如SP）“硬”，而無(wú)關(guān)聯(lián)者“軟”。

　　單片機(jī)在執(zhí)行調(diào)用子程序的指令時(shí)，一般會(huì)把返回地址自動(dòng)存入堆棧，而沒有被單片機(jī)自動(dòng)入棧但是也需要保存的內(nèi)容比如狀態(tài)寄存器、通用寄存器等，就得通過(guò)PUSH等指令把它們?nèi)藶榈乇４娴蕉褩Ｖ?。自?dòng)入棧和“人為入?！笨赡苁褂玫氖且粋€(gè)堆棧指針。有的單片機(jī)可以分開，比如AVR，可以通過(guò)“ST -Y， R0”這樣的指令把R0存入軟件堆棧區(qū)（Y是由R28和R29兩個(gè)寄存器的值組成的16位指針），有的單片機(jī)缺少這樣的指令，就會(huì)把軟件堆棧和硬件堆棧放在一個(gè)?？臻g，都使用SP，比如51.

　　硬件堆棧：或許也可以稱作系統(tǒng)堆棧，是位于片內(nèi)RAM區(qū)。有人說(shuō)，只要能使用PUSH，POP指令的單片機(jī)，都可以說(shuō)含有硬件堆棧。這樣的說(shuō)法我個(gè)人覺得不是很全面。通過(guò)指令進(jìn)行壓棧和出棧操作只是系統(tǒng)堆棧中的一種操做。系統(tǒng)堆棧還可以被隱含調(diào)用。例如，當(dāng)調(diào)用子程序時(shí)，系統(tǒng)會(huì)主動(dòng)把返回地址壓入堆棧，并不需要用戶通過(guò)指令操作。通常，棧底設(shè)在內(nèi)存的高端，也就是把內(nèi)存的最高一段空間劃作棧區(qū)。這些都是向下生長(zhǎng)棧。棧指針可能是專用的寄存器，也可能借用一通用寄存器。也有單片機(jī)是在數(shù)據(jù)區(qū)里劃一塊作棧區(qū)，可能是向上生長(zhǎng)，也可能是向下生長(zhǎng)。

　　硬件堆棧：是通過(guò)寄存器SPH，SPL做為索引指針的地址，是調(diào)用了CALL，RCALL等函數(shù)調(diào)用指令后硬件自動(dòng)填充的堆棧！

　　軟件堆棧：是編譯器為了處理一些參數(shù)傳遞而做的堆棧，會(huì)由編譯器自動(dòng)產(chǎn)生和處理，可以通過(guò)相應(yīng)的編譯選項(xiàng)對(duì)其進(jìn)行編輯。

　　簡(jiǎn)單一點(diǎn)說(shuō)，硬件堆棧主要做為地址堆棧用，而軟件堆棧主要會(huì)被分配成數(shù)據(jù)堆棧！

　　如果沒有硬堆棧，你可以選定一個(gè)寄存器作堆棧指針，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)堆棧操作。移植μC/OS-II也不一定要硬堆棧。ARM 就很難說(shuō)它的堆棧是軟的還是硬的。32位的ARM指令中沒有PUSH、POP指令。ARM習(xí)慣上用R13作堆棧指針（SP），但用別的寄存器作堆棧指針也未常不可。ARM習(xí)慣上用LDM/STM（多寄存器加載/存儲(chǔ)指令）來(lái)操作堆棧，壓多少，按什么順序都能選擇。應(yīng)該說(shuō)ARM是軟硬結(jié)合的堆棧。