Arm 堆栈指针和程序计数器之间有什么区别？

众所周知，微处理器执行任务的过程就是从内存中逐个执行二进制指令，并且有一个程序计数器保存下一条指令的地址。如果我没有错的话，这就是处理器执行任务的方式。但也有另一个指针名为Stack pointer，它的作用与程序计数器几乎相同。我的问题是为什么我们需要一个指向内存点地址（堆栈）的堆栈指针？有人能告诉我堆栈指针和程序计数器之间的主要区别吗？

嗯，它们是根本不同的概念。它们都包含内存地址，但请记住，指令和数据（实际上）都保存在相同的内存空间中

程序计数器包含当前正在执行的指令的地址。事实上，CPU使用程序计数器中的值在执行指令之前获取指令。在执行指令时，其值将递增，如果代码分支，其值将被强制覆盖

堆栈指针包含堆栈顶部的地址，该地址是运行代码用作草稿行的内存区域。值临时存储在那里，函数的参数有时放在那里，代码地址也可以存储在那里（例如，当一个函数调用另一个函数时）。

void show（unsigned int）；
无符号整数（无符号整数x）
{
如果（x&1）显示（x+1）；
返回（x | 1）；
}
0000200c：
200c:e3100001 tst r0，#1
2010:e92d4010推送{r4，lr}
2014年：e1a04000 mov r4，r0
2018年：1a000002 bne 2028
201c:e3840001 orr r0，r4，#1
2020年：e8bd4010 pop{r4，lr}
2024年：E12FF1E bx lr
2028年：E280001加上r0，r0，#1
202c:EBFFF5 bl 2008
2030年：e3840001 orr r0，r4，#1
2034:e8bd4010 pop{r4，lr}
2038:E12FF1E bx lr

使用一个简单的函数，在这个问题上标记arm时，使用其中一个arm指令集编译和反汇编

让我们假设一个简单的串行非管道旧式执行

为了到达这里，发生了一个调用（此指令集中的bl、分支和链接），该调用将程序计数器修改为0x200C。程序计数器用于获取该指令0xe3100001，然后在执行前获取后，程序计数器设置为指向下一条指令0x2010。由于此程序计数器是针对此特定指令集描述的，因此它获取并暂存下一条指令0xe92d4010，并且在执行0x200C指令之前，pc包含值0x2014，前面有两条指令。出于演示目的，让我们设想一下我们从0x200C获取了0xe3100001。pc现在设置为0x2010，等待执行完成并等待下一个获取周期

第一条指令测试r0的lsbit，即传入的参数（x），程序计数器未修改，因此下一次提取从0x2010读取0xE92D4100

程序计数器现在包含0x2014，执行0x2010指令。此指令是一个push指令，它使用堆栈指针。作为程序员，在进入这个函数时，我们不关心堆栈指针的确切值是多少，它可能是0x2468，也可能是0x4010，我们不关心。因此，我们只说它包含sp_start的值/地址。这个push指令使用堆栈来保存两件事，一件是链接寄存器lr，r14，返回地址，当这个函数完成时，我们要返回到调用函数。r4，根据编译器对该指令集使用的调用约定的规则，r4必须保留，如果修改它，必须将其返回到调用时的值。因此，我们将把它保存在堆栈上，而不是把x放在堆栈上，在这个函数中多次引用x，这个编译器选择保存r4中的任何内容（我们不在乎，我们只需要保存它），并使用r4在这个函数编译期间保存x。我们调用和他们调用的任何函数都会保留r4，所以当我们调用的任何函数返回给我们时，r4就是我们调用时的任何函数。因此，堆栈指针本身更改为sp_start-8，sp_start-8保存r4的副本，sp_start-4保存lr或r14的副本，我们现在可以修改r4或lr，因为我们希望有一个带有保存副本的便笺簿（堆栈）和一个指针，我们可以对其进行相对寻址以获取这些值，任何想要使用堆栈的调用函数都将从sp_start-8开始向下扩展，而不是踩在我们的便笺簿上

现在我们获取0x2014，将pc更改为0x2018，这将在r4中生成x的副本（在r0中传递），以便稍后在函数中使用它

我们获取0x2018，将pc更改为0x201C。这是一个条件分支，因此根据条件，pc将保持0x201C或更改为0x2028。所讨论的标志是在执行tst r0时设置的，#1其他指令没有触及该标志。所以我们现在有两条路要走，如果条件不成立，那么我们使用0x201C来获取

从0x201c获取将pc更改为0x2020，执行x=x | 1，r0是包含函数返回值的寄存器。此指令不修改程序计数器

从0x2020获取将pc更改为0x2024，执行pop。我们没有修改堆栈指针（另一个保留的寄存器，您必须将其放回找到它的位置），因此sp等于sp_start-8（即sp+0）。现在，我们从sp_start-8读取该值，并将其放入r4，从sp_start-4（即sp+4）读取该值，然后将该值放入lr，并将8添加到堆栈指针，以便现在将其设置为sp_start，当我们开始的时候它的价值，把它放回你找到它的方式

从0x2024获取将pc更改为0x2028。bx lr是r14的一个分支，基本上是函数的返回，

void show ( unsigned int );
unsigned int fun ( unsigned int x )
{
    if(x&1) show(x+1);
    return(x|1);
}

0000200c <fun>:
    200c:   e3100001    tst r0, #1
    2010:   e92d4010    push    {r4, lr}
    2014:   e1a04000    mov r4, r0
    2018:   1a000002    bne 2028 <fun+0x1c>
    201c:   e3840001    orr r0, r4, #1
    2020:   e8bd4010    pop {r4, lr}
    2024:   e12fff1e    bx  lr
    2028:   e2800001    add r0, r0, #1
    202c:   ebfffff5    bl  2008 <show>
    2030:   e3840001    orr r0, r4, #1
    2034:   e8bd4010    pop {r4, lr}
    2038:   e12fff1e    bx  lr