2024年3月24日发(作者：)

硬件堆栈和软件堆栈在AVR中的理解

(2010-02-01 18:43:03)

首先是从理论上的东西。。网上转载来的，后面是看AVR代码时得出的一些东西。

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，系统会主动把返回地址压入堆

栈，并不需要用户通过指令操作。通常，栈底设在内存的高端，也就是把内存的最高一段空间划作栈区。这

些都是向下生长栈。栈指针可能是专用的寄存器，也可能借用一通用寄存器。也有单片机是在数据区里划一

块作栈区，可能是向上生长，也可能是向下生长。

硬件堆栈：是通过寄存器SPH，SPL做为索引指针的地址，是调用了CALL，RCALL等函数调用指令后

硬件自动填充的堆栈！

软件堆栈：是编译器为了处理一些参数传递而做的堆栈，会由编译器自动产生和处理，可以通过相应的

编译选项对其进行编辑。

简单一点说，硬件堆栈主要做为地址堆栈用，而软件堆栈主要会被分配成数据堆栈！

---摘自《AVR单片机C语言开发入门指导》- P169---

ICCAVR 使用两个堆栈：一个用于子程序调用和中断操作的硬件堆栈，一个用于传递参数、临时变量和

局部变量的软件堆栈。可以使用堆栈检测函数检测两个堆栈是否溢出。

单片机在执行调用子程序的指令时，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.

看其栈顶指针是否和CPU具有特殊的关联，有关联者（如SP）“硬”，而无关联者“软”。

如果没有硬堆栈，你可以选定一个寄存器作堆栈指针，通过软件实现堆栈操作。移植μC/OS-II也不一

定要硬堆栈。ARM 就很难说它的堆栈是软的还是硬的。32位的ARM指令中没有PUSH、POP指令。

ARM习惯上用R13作堆栈指针（SP），但用别的寄存器作堆栈指针也未常不可。ARM习惯上用

LDM/STM（多寄存器加载/存储指令）来操作堆栈，压多少，按什么顺序都能选择。应该说ARM是软硬结

合的堆栈。

C代码（AVR-GCC编译，优化等级-00）:

#include

int add(int a,int b)

{

int c;

c=a+b;

return c;

}