调用指令

硬件堆栈用来保存调用子程序的返回地址，软件堆栈用来保存局部变量和工作寄存器。

 

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.

 

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，系统会主动把断点压入堆栈，并不需要用户通过指令操作。系统堆栈可以用来保存数据，或在任务子程序间传递数据。

    软件堆栈：也可以说是用户堆栈。可以被定义在内部或外部 RAM中。它是用户为任务建立的专用数据堆栈，与系统堆栈的数据区是隔开的。它可以保存用户想保存的任何寄存器和状态字。

     在嵌入式系统的移植中，理解移植对象的堆栈结构，有着重要的意义。

 

人工堆栈

在单片机的指令集中，一类指令是专门与堆栈和PC指针打道的，它们是
     rcall    相对调用子程序指令
     icall    间接调用子程序指令
     ret      子程序返回指令
     reti     中断返回指令   

     对于ret和reti，它们都可以将堆栈栈顶的两个字节被弹出来送入程序计数器PC中，一般用来从子程序或中断中退出。其中reti还可以在退出中断时，重开全局中断使能。
     有了这个基础，就可以建立我们的人工堆栈了。
     例：
#include <avr/io.h>
void fun1(void)
{
   unsigned char i=0;
   while(1)
   {
     PORTB=i++;
     PORTC=0x01<<(i%8);
   }
}

unsigned char Stack[100]; //建立一个100字节的人工堆栈

void RunFunInNewStack(void (*pfun)(),unsigned char *pStack)
{
   *pStack--=(unsigned int)pfun>>8;     //将函数的地址高位压入堆栈，
   *pStack--=(unsigned int)pfun;         //将函数的地址低位压入堆栈，
   SP=pStack;                             //将堆栈指针指向人工堆栈的栈顶
   __asm__ __volatile__("RET
\t");     //返回并开中断,开始运行fun1()

}

int main(void)
{
    RunFunInNewStack(fun1,&Stack[99]);
}
      RunFunInNewStack(),将指向函数的指针的值保存到一个unsigned   char的数组Stack中，作为人工堆栈。并且将栈顶的数值传递组堆栈指针SP,因此当用"ret"返回时，从SP中恢复到PC中的值，就变为了指向fun1()的地址，开始运行fun1().

     上面例子中在RunFunInNewStack()的最后一句嵌入了汇编代码 "ret",实际上是可以去除的。因为在RunFunInNewStack()返回时，编译器已经会加上"ret"。我特意写出来，是为了让大家看到用"ret"作为返回后运行fun1()的过程。