最全【ARM汇编的堆栈问题】压栈运用堆栈类型测试_满递减堆栈，2024年最新C C++性能优化面试题集锦

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源代码：

.data
    str:.asciz " %5d\n %5d\n %5d\n %5d\n"
    a:.word 1
    b:.word 2
    c:.word 3
    d:.word 4
.text
.globl main
main:
    stmfd sp!,{lr}
    ldr r0,=a
    ldr r1,[r0]
    ldr r0,=b
    ldr r2,[r0]
    ldr r0,=c 
    ldr r3,[r0]
    ldr r0,=d 
    ldr r4,[r0]
    ldr r0,=str
    bl printf
    mov r0, #0
    ldmfd sp!,{lr}
mov pc,lr
.end

运行结果：

在这里插入图片描述

如果这一部分代码还是看不明白的话，那就请小可爱自行看前面写的文章了哦。【ARM嵌入式基础】

我们发现第四个数据并不是我们想要的数据，这里为什么会出错呢？就是因为我们调用printf也好scanf也好只能用R0~R3中的数据，R4中的数据取不到的。

如何压入栈中，输出正确结果呢？

⭐️我们知道了为什么出错，下面就来看看怎么不出错


从上面例子中来看，想输出内存中“d”的值，就要把获取到“d”数据的寄存器压到栈中，让调用printf的时候能找到它。我们看，r4其实已经通过取地址和间接寻址获取到了“d”的数据，那么只需要把r4压到栈中就可以。

压栈的指令在这篇文章中其实已经提到【ARM汇编模板】

//压栈 

push {r4}

//出栈 

pop {r4}

💖这里由于我们调用了printf，调用之后实际上已经把r4出栈，所以不用加pop {r4}

但是当没有运用函数让他出栈时要手动出栈，因为我们一定要遵循堆栈平衡原则，我们来看下一

压栈后的源代码：

.data
    str:.asciz " %5d\n %5d\n %5d\n %5d\n"
    a:.word 1
    b:.word 2
    c:.word 3
    d:.word 4
.text
.globl main
main:
    mov r4,#0
    stmfd sp!,{lr}
    ldr r0,=a
    ldr r1,[r0]
    ldr r0,=b
    ldr r2,[r0]
    ldr r0,=c 
    ldr r3,[r0]
    ldr r0,=d 
    ldr r4,[r0]
    push {r4}
    ldr r0,=str
    bl printf
    mov r0, #0
    ldmfd sp!,{lr}
mov pc,lr
.end

运行结果：

在这里插入图片描述

👍没错，就是这么简单！大家一定要动手试一下哦

ARM微处理器有哪几种堆栈工作方式呢?

既然提到了栈的运用，就把它给讲明白

堆栈是一种数据结构，按照先进后出的工作方式，使用一个称为堆栈指针的专用寄存器指示当前的操作位置，堆栈指针总是指向栈顶。

当堆栈指针指向最后压入堆栈的数据时，称为满堆栈，而当堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置时，称为空堆栈。同时，当堆栈由低地址向高地址生成时，称为递增堆栈，当堆栈由高地址向低地址生成时，称为递减堆栈。这样就有4种类型的堆栈工作方式，ARM微处理器支持这四种类型的堆栈工作方式。


1. 满递增堆栈（FA）：堆栈指针指向最后压入的数据，且由低地址向高地址生成。 2. 满递减堆栈（FD）：堆栈指针指向最后压入的数据，且由高地址向低地址生成。 3. 空递增堆栈（EA）：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由低地址向高地址生成。 4. 空递增堆栈（ED）：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由高地址向低地址生成。

1. 满递增堆栈（FA）：堆栈指针指向最后压入的数据，且由低地址向高地址生成。 2. 满递减堆栈（FD）：堆栈指针指向最后压入的数据，且由高地址向低地址生成。 3. 空递增堆栈（EA）：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由低地址向高地址生成。 4. 空递增堆栈（ED）：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由高地址向低地址生成。

一共就这四种类型，下面我们可以验证一下ARM默认的是哪种堆栈类型

怎么来检测ARM堆栈的类型？

我们了解完堆栈的类型，发现有两个变量：满|空堆栈类型、递增|递减堆栈类型。

这样就得到了一个思路：


1. 通过测试栈顶的内容是不是空，来判断是满堆栈类型还是空堆栈类型	2. 通过测试栈顶的地址是增加还是减少，来判断是递增类型还是递减类型

直接上代码：

.data
    fmt:.asciz "\n r4=%d sp=%d lr=%d\n"
.text
.globl main
main:
    push {lr}
    ldr r0,=fmt
        mov r1,r4
        mov r2,sp
        mov r3,lr
    bl printf
    push {r4}
    ldr r0,=fmt
        ldr r1,[sp]
        mov r2,sp
        mov r3,lr
    bl printf
    mov r0, #0
    ldmfd sp!,{lr}
    mov pc, lr
.end