assembly - 大多数现代系统中堆栈增长的方向是什么？

Question

我正在准备一些 C 语言培训 Material ，我希望我的示例适合典型的堆栈模型。

C 堆栈在 Linux、Windows、Mac OSX(PPC 和 x86)、Solaris 和最新的 Unix 中朝什么方向发展？

Answer 1

堆栈增长通常并不取决于操作系统本身，而是取决于其运行的处理器。例如，Solaris 在 x86 和 SPARC 上运行。 Mac OSX(正如您所提到的)在 PPC 和 x86 上运行。 Linux 可以运行在从我工作中的 System z 到 puny little wristwatch 的所有东西上。

如果 CPU 提供任何类型的选择，那么如果您希望自己的代码调用其他人的代码，则操作系统使用的 ABI/调用约定会指定您需要做出的选择。

处理器及其方向是:

• x86:向下。
• SPARC:可选。标准 ABI 使用羽绒。
• PPC:我认为下降了。
• System z:在一个链接列表中，我没有骗你(但仍然处于关闭状态，至少对于 zLinux 而言)。
• ARM:可选，但 Thumb2 仅具有向下的紧凑编码(LDMIA = 之后递增，STMDB = 之前递减)。
• 6502:向下(但只有 256 字节)。
• RCA 1802A:您想要的任何方式，均以 SCRT 实现为准。
• PDP11:下降。
• 8051:向上。

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最后几台显示了我的年龄，1802 是用于控制早期航天飞机的芯片(我怀疑，根据它的处理能力来感应门是否打开:-) 和我的第二台计算机，COMX-35 (跟随我的 ZX80 )。

从 here 收集 PDP11 详细信息，从 here 收集 8051 详细信息。

SPARC架构采用滑动窗口寄存器模型。架构上可见的细节还包括寄存器窗口的循环缓冲区，该缓冲区有效并在内部缓存，在上溢/下溢时带有陷阱。详细信息请参见 here。如 the SPARCv8 manual explains ， SAVE 和 RESTORE 指令就像 ADD 指令加上寄存器窗口旋转。使用正常量而不是通常的负常量将产生向上增长的堆栈。

前面提到的 SCRT 技术是另一种 - 1802 使用一些或十六个 16 位寄存器用于 SCRT(标准调用和返回技术)。一是程序计数器，您可以使用SEP Rn指令将任何寄存器用作PC。一个是堆栈指针，两个总是指向 SCRT 代码地址，一个用于调用，一个用于返回。 没有寄存器以特殊方式处理。请记住，这些细节来自内存，它们可能不完全正确。

例如，如果 R3 是 PC，R4 是 SCRT 调用地址，R5 是 SCRT 返回地址，R2 是“堆栈”(在软件中实现时引用)，SEP R4会将 R4 设置为 PC 并开始运行 SCRT 调用代码。

然后它将把 R3 存储在 R2“堆栈”上(我认为 R6 用于临时存储)，向上或向下调整它，抓取 R3 后面的两个字节，将它们加载到 R3 中，然后执行 SEP R3 并在新地址运行。

要返回，它将SEP R5从R2堆栈中拉出旧地址，向其添加两个(以跳过调用的地址字节)，将其加载到R3和SEP R3 开始运行之前的代码。

在所有基于 6502/6809/z80 堆栈的代码之后，一开始很难理解，但仍然以一种令人头晕目眩的方式优雅。该芯片的一大卖点是全套 16 个 16 位寄存器，尽管您立即丢失了其中 7 个(5 个用于 SCRT，两个用于 DMA 和内存中断)。啊，营销战胜现实:-)

System z 实际上非常相似，使用其 R14 和 R15 寄存器进行调用/返回。