[ARM 彙編]進階篇—存儲訪問指令—2.3.3 棧操作指令

棧是一種特殊的數據結構，其特點是後進先出（LIFO，Last In First Out）。在 ARM 彙編中，棧通常用於保存函數調用時的寄存器狀態、局部變數和返回地址等。本節將詳細介紹 ARM 彙編中的棧操作指令，並通過實例幫助你更好地理解和掌握這些指令。

1. 推入棧（PUSH）

PUSH 指令用於將一個或多個寄存器的值推入棧中。基本語法如下：

PUSH {reglist}

其中，reglist 是要推入棧的寄存器列表。

示例：

PUSH {R0-R3} ; 將寄存器 R0-R3 的值推入棧中

在這個示例中，PUSH 指令將寄存器 R0-R3 的值推入棧中。註意，ARM 彙編中的棧預設使用降序（Full Descending）模式，即棧頂指針指向棧的最高地址，每次入棧操作時，棧頂指針向低地址方向移動。棧頂指針通常使用 R13（也稱為 SP，Stack Pointer）寄存器。

2. 彈出棧（POP）

POP 指令用於從棧中彈出一個或多個寄存器的值。基本語法如下：

POP {reglist}

其中，reglist 是要從棧中彈出的寄存器列表。

示例：

POP {R0-R3} ; 從棧中彈出值到寄存器 R0-R3

在這個示例中，POP 指令從棧中彈出值到寄存器 R0-R3。每次出棧操作時，棧頂指針向高地址方向移動。

以下是一個簡單的示例，演示如何使用 PUSH 和 POP 指令保存和恢復寄存器狀態：

; 假設在調用一個函數前，需要保存 R0-R3 寄存器的值

PUSH {R0-R3} ; 將寄存器 R0-R3 的值推入棧中

; 調用函數
BL some_function

; 在函數返回後，恢復 R0-R3 寄存器的值
POP {R0-R3}

在這個示例中，我們首先使用 PUSH 指令將寄存器 R0-R3 的值保存到棧中，然後調用一個函數。在函數返回後，我們使用 POP 指令恢復 R0-R3 寄存器的值。這樣，我們可以確保在調用函數前後，寄存器的值不會被修改。

在實際編程中，你可能需要根據具體需求使用 PUSH 和 POP 指令保存和恢復寄存器狀態。通過多加練習和實踐，你將更加熟練地掌握這些指令的使用。

現在讓我們再看一個稍微複雜一點的例子，演示如何使用棧保存函數調用時的局部變數和返回地址：

假設我們有一個名為 sum 的函數，該函數計算兩個整數的和。我們將使用 R0 和 R1 寄存器傳遞參數，將結果存儲在 R0 寄存器中。在 sum 函數內部，我們將使用 R4 作為局部變數。

; 調用 sum 函數的代碼

MOV R0, #5  ; 第一個參數：5
MOV R1, #3  ; 第二個參數：3

BL sum  ; 調用 sum 函數

; 此時 R0寄存器中存儲著兩個數的和

; sum 函數的實現
sum:
; 保存寄存器狀態
PUSH {R0-R3, R4, LR} ; 保存 R0-R3, R4 寄存器和返回地址（Link Register，LR）

; 計算兩個數的和
MOV R4, R0 ; 將 R0 的值（第一個參數）複製到 R4 寄存器
ADD R0, R4, R1 ; 將 R4 和 R1 的值相加，並將結果存儲在 R0 寄存器中

; 恢復寄存器狀態
POP {R0-R3, R4, LR} ; 從棧中彈出值到 R0-R3, R4 寄存器和返回地址（Link Register，LR）

; 返回
BX LR ; 使用 BX 指令跳轉到 LR 寄存器存儲的返回地址

在這個例子中，我們首先使用 PUSH 指令保存寄存器 R0-R3、R4 和返回地址（Link Register，LR）。然後我們計算兩個數的和，並將結果存儲在 R0 寄存器中。最後，我們使用 POP 指令恢復寄存器狀態，並使用 BX 指令跳轉到 LR 寄存器存儲的返回地址。

通過這個示例，你應該能更好地理解如何使用棧操作指令保存和恢復寄存器狀態、局部變數和返回地址。在實際編程中，你可能需要根據具體需求使用這些指令。通過多加練習和實踐，你將更加熟練地掌握這些指令的使用。

總結一下，ARM 彙編中的棧操作主要包括 PUSH 和 POP 指令，用於保存和恢復寄存器狀態、局部變數和返回地址。希望這些示例能幫助你更好地理解和掌握這些指令。在實際編程中，你需要根據具體需求靈活運用這些知識。繼續加油，你已經在成為一名高級 ARM 彙編程式員的道路上邁出了堅實的一步！
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