组成原理(五)：指令系统之 堆栈操作

　　堆栈是一种按特定该顺序进行存取的存储区，特定顺序归结为"后进先出(LIFO)"或"先进后出(FILO)".

　　在计算中，堆栈主要用来暂存中断断点、子程序调用时的返回地址、状态标志及现场信息等。

1、堆栈结构

1.1、寄存器堆栈

　　计算机中用一组专门的寄存器构成寄存器堆栈，又称为硬堆栈。寄存器堆栈结构如下：

  

　　栈顶是固定的，寄存器组中各寄存器相互连接，它们之间具有对应位自动推移的功能，可将一个寄存器的内容推移到相邻的另一个寄存器中。

1.2、存储器堆栈

　　主存中划出的区域作为堆栈，这种堆栈被称为软堆栈，堆栈的大小可变，栈底固定，栈顶浮动，需要一个专门的硬件寄存器作为堆栈栈顶指针，简称栈指针(SP).

　　栈指针所指定的存储单元就是堆栈的栈顶。存储器堆栈可分两种：自底向上生成堆栈和自顶向下生成堆栈。

1.2.1、自底向上生成堆栈(向低地址方向生成)

　　堆栈的栈底地址大于栈顶地址，进栈时，堆栈指针SP的内容需要先自动减1，然后再将数据压入堆栈；出栈时，需要先将堆栈中的数据弹出，然后SP的内容再自动加1.

 

　　进、出栈过程如下：

 

　　A为寄存器或主存单元地址；(SP)表示堆栈指针的内容，即栈顶单元地址；((SP))表示栈顶单元的内容。

1.2.2、自顶向下生成堆栈(向高地址方向生成)

　　栈底地址小于栈顶地址，进栈时，先令(SP) + 1 → SP，然后再压入数据；出栈时，先将数据弹出，然后 (SP) - 1 → SP。

2、堆栈操作

　　堆栈操作，通过调整堆栈指针而给出新的栈顶位置，以便对位于栈顶位置的数据进行操作。

　　访问堆栈的指令只有 进栈(压入) 和 出栈(弹出 )两种。