CPU怎么能不支持堆栈呢？是否任何使用子程序的架构（我很确定这是所有架构）都必须将返回地址推送到堆栈上，以便它可以返回到它调用子程序的位置？栈只是意味着一段内存，它有一个向某个方向增长并充当栈数据结构的指针，不是吗？我只是不明白架构如何不支持堆栈。
自动内存存储（自动变量与静态变量）在多大程度上由编译器与硬件架构决定？
CPU支持堆栈意味着什么？
电器工程
中央处理器
计算机架构
堆
2022-01-15 06:34:14
3个回答
有许多低级微控制器具有用于子程序调用/返回和中断处理的硬件堆栈，但是即使不是不可能，也很难在其中存储数据（变量），并且实现纯软件数据堆栈将非常低效。8051 是一个典型的例子，低端 PIC（PIC12/PIC16）是另一个例子。在这些机器上，通过为自动变量分配静态存储位置来模拟数据堆栈，这些位置的重用量取决于编译器的复杂程度。
请注意，如果以这种方式进行堆栈模拟，则意味着递归（直接或间接调用自身的函数）不起作用，因为函数的每个实例都为其所谓的“私有”变量重用相同的静态位置。一些编译器确实允许有限地使用递归（通常通过#pragma某种方式实现），这将导致它创建一个真正的数据堆栈，无论它减慢了多少速度。
顺便说一句，有些 CPU 架构根本没有硬件堆栈，甚至没有用于子程序/中断处理，包括 DEC PDP-8 和 IBM System/360。在这些机器上，PC（返回地址）和状态寄存器（用于中断）保存在寄存器或内存位置，但在我能想到的每一种情况下，机器也有足够灵活的地址模式，可以很容易地创建堆栈用软件。
“支持堆栈”是指
- 具有显式堆栈指针寄存器，并且
- 具有用于操作/使用堆栈指针寄存器的原始机器代码指令（如 reti，它根据堆栈指针更改程序计数器以便从函数调用返回）。
您可以通过仿真在没有硬件支持的情况下对其进行仿真，这是编译器生成的代码，与 RAM 中使用变量的同类事物相同。在任何现代计算机体系结构中都很少/不直接支持堆栈。
对于任何高于直接汇编的语言，编程语言中变量的语义几乎与目标硬件架构无关。编译器的工作是生成符合编程语言语义契约的机器代码。
一些体系结构（例如 PIC）具有功能有限的硬件堆栈（只能用于返回地址，不能用于变量）。一些极小的架构没有存储和递增或 PUSH 指令，因此做堆栈更加繁琐。
C 中的“auto”变量应始终编译为具有“auto”初始化行为的东西，以及具有静态行为的“static”；在某些架构上，您不允许进行递归，在这种情况下，编译器可以静态分配所有变量。