Linux当中的压栈和出栈指令以及跳转指令详细教程

1.跳压栈出栈指令：

我们通常会在 A 函数中调用 B 函数，当 B 函数执行完以后再回到 A 函数继续执行。要想 再跳回 A 函数以后代码能够接着正常运行，那就必须在跳到 B 函数之前将当前处理器状态保存 起来(就是保存 R0~R15 这些寄存器值)，当 B 函数执行完成以后再用前面保存的寄存器值恢复

R0~R15 即可。保存 R0~R15 寄存器的操作就叫做现场保护，恢复 R0~R15 寄存器的操作就叫做 恢复现场。在进行现场保护的时候需要进行压栈(入栈)操作，恢复现场就要进行出栈操作。压栈 的指令为 PUSH，出栈的指令为 POP，PUSH 和 POP 是一种多存储和多加载指令，即可以一次 操作多个寄存器数据，他们利用当前的栈指针 SP 来生成地址，PUSH 和 POP 的用法如表所示：

假如我们现在要将 R0~R3 和 R12 这 5 个寄存器压栈，当前的 SP 指针指向 0X80000000，处理器的堆栈是向下增长的，使用的汇编代码如下：

PUSH {R0~R3, R12} @将 R0~R3 和 R12 压栈 

 压栈完成以后的堆栈如图所示：

上图就是对R0~R3,R12进行压栈以后的堆栈示意图，此时的SP指向了0X7FFFFFEC， 假如我们现在要再将 LR 进行压栈，汇编代码如下

PUSH {LR} @将 LR 进行压栈

对 LR 进行压栈完成以后的堆栈模型如图所示：

 上图就是分两步对 R0~R3,R12 和 LR 进行压栈以后的堆栈模型，如果我们要出栈的话 就是使用如下代码：

POP {LR} @先恢复 LR 
POP {R0~R3,R12} @在恢复 R0~R3,R12 

出栈的就是从栈顶，也就是 SP 当前执行的位置开始，地址依次减小来提取堆栈中的数据 到要恢复的寄存器列表中。PUSH 和 POP 的另外一种写法是“STMFD SP！”和“LDMFD SP!”，

因此上面的汇编代码可以改为：

STMFD SP!,{R0~R3, R12} @R0~R3,R12 入栈 
 
STMFD SP!,{LR} @LR 入栈 
 
LDMFD SP!, {LR} @先恢复 LR 
 
LDMFD SP!, {R0~R3, R12} @再恢复 R0~R3, R12 

        STMFD 可以分为两部分：STM 和 FD，同理，LDMFD 也可以分为 LDM 和 FD。看到 STM和 LDM 有没有觉得似曾相识(不是 STM32 啊啊啊啊)，前面我们讲了 LDR 和 STR，这两个是 数据加载和存储指令，但是每次只能读写存储器中的一个数据。STM 和 LDM 就是多存储和多 加载，可以连续的读写存储器中的多个连续数据。

        FD 是 Full Descending 的缩写，即满递减的意思。根据 ATPCS 规则,ARM 使用的 FD 类型 的堆栈，SP 指向最后一个入栈的数值，堆栈是由高地址向下增长的，也就是前面说的向下增长 的堆栈，因此最常用的指令就是 STMFD 和 LDMFD。STM 和 LDM 的指令寄存器列表中编号 小的对应低地址，编号高的对应高地址。

2.跳转指令

我们重点来看一下 B 和 BL 指令，因为这两个是我们用的最多的，如果要在汇编中进行函 数调用使用的就是 B 和 BL 指令：

B 指令

这是最简单的跳转指令，B 指令会将 PC 寄存器的值设置为跳转目标地址， 一旦执行 B 指 令，ARM 处理器就会立即跳转到指定的目标地址。如果要调用的函数不会再返回到原来的执行 处，那就可以用 B 指令，如下示例：

_start: 
 
 
    ldr sp,=0X80200000 @设置栈指针 
 
    b main @跳转到 main 函数 

上述代码就是典型的在汇编中初始化 C 运行环境，然后跳转到 C 文件的 main 函数中运行，上述代码只是初始化了 SP 指针，有些处理器还需要做其他的初始化，比如初始化 DDR 等等。 因为跳转到 C 文件以后再也不会回到汇编了，所以在第 4 行使用了 B 指令来完成跳转。

BL 指令

BL 指令相比 B 指令，在跳转之前会在寄存器 LR(R14)中保存当前 PC 寄存器值，所以可以 通过将 LR 寄存器中的值重新加载到 PC 中来继续从跳转之前的代码处运行，这是子程序调用 一个基本但常用的手段。比如 Cortex-A 处理器的 irq 中断服务函数都是汇编写的，主要用汇编 来实现现场的保护和恢复、获取中断号等。但是具体的中断处理过程都是 C 函数，所以就会存 在汇编中调用 C 函数的问题。而且当 C 语言版本的中断处理函数执行完成以后是需要返回到汇编中断服务函数，因为还要处理其他的工作，一般是恢复现场。这个时候就不能直接使用B 指令了，因为 B 指令一旦跳转就再也不会回来了，这个时候要使用 BL 指令，示例代码如下：

push {r0, r1} @保存 r0,r1 
 
cps #0x13 @进入 SVC 模式，允许其他中断再次进去 
 
 
bl system_irqhandler @加载 C 语言中断处理函数到 r2 寄存器中 
 
 
cps #0x12 @进入 IRQ 模式 
 
pop {r0, r1} 
 
str r0, [r1, #0X10] @中断执行完成，写 EOIR 

上述代码中第 5 行就是执行 C 语言版的中断处理函数，当处理完成以后是需要返回来继续 执行下面的程序，所以使用了 BL 指令。