PUSH 和 POP 括号中的寄存器排序答案

【问题标题】：Ordering of registers in PUSH and POP bracketsPUSH 和 POP 括号中的寄存器排序
【发布时间】：2020-08-07 15:05:45
【问题描述】：

ARM documentation 对 PUSH 和 POP 表示以下内容

PUSH 将寄存器存储在堆栈中，编号最小的寄存器使用最低的内存地址和最高编号的寄存器使用最高的内存地址。

POP 从堆栈中加载寄存器，编号最小的寄存器使用最低的内存地址和最高编号的寄存器使用最高的内存地址。

我发现一个tutorial 这么说

...{} 中的寄存器可以按任何顺序指定，但它们出现在堆栈上的顺序是固定的...

所以根据上面的解释，一个PUSH括号中寄存器的顺序无关紧要。 IE。 PUSH {R0,R1,R2}、PUSH {R2,R1,R0} 和 PUSH {R1,R2,R0} 都将导致堆栈中的某些排序，因为 "...最低/最高编号的寄存器 (R0/R2) 使用最低/最高（堆栈）内存地址...”。

这是否意味着如果单个 PUSH 指令有多个寄存器支架，装配器自动对推动动作进行排序在目标代码中，PUSH R2 首先进入堆栈以取最高地址，其次是PUSH R1，最后以PUSH R0取最低地址？
因此，如果我想保证 R2 在 LIFO 堆栈中被最后推送并首先弹出（即 SP 指向 R2 或让 R2 取最低堆栈地址），我不能在一个 PUSH 括号语句中这样做，但只能与 PUSH R0; PUSH R1; PUSH R2 分开？

【问题讨论】：

标签： arm stack cortex-m thumb

【解决方案1】：

您很接近，您需要始终获取 TRM（内核、cortex-m3、cortex-m0 等的技术参考手册）和 ARM（该内核 armv6-m 指定的架构的架构参考手册， armv7-m, armv8-m)

.thumb

push {r0,r1,r2}
push {r2,r1,r0}
push {r0}
push {r1}
push {r2}

Disassembly of section .text:

00000000 <.text>:
   0:   b407        push    {r0, r1, r2}
   2:   b407        push    {r0, r1, r2}
   4:   b401        push    {r0}
   6:   b402        push    {r1}
   8:   b404        push    {r2}

从 ARM ARM 中，您可以在 push 指令中看到低 8 位是寄存器列表/掩码。所以 r0 是第 0 位，r1 是第 1 位，依此类推。所以 b407 中的 7 表示三个寄存器 r0,r1,r2。该逻辑在机器代码而不是汇编语言上运行，如果设置，机器代码从位 0 到位 7，然后推送该寄存器。汇编器所做的只是创建机器代码，它不会创建额外的指令或类似的东西。

如果您希望它们以不同的顺序排列，那么您必须用汇编语言在单独的指令中编写它们。

该逻辑获取列表中启用的寄存器总数，获取堆栈指针，减去 4 个寄存器，然后从该地址开始按列表中的寄存器顺序写入。然后将堆栈指针本身向下调整 4 个寄存器。这一切都记录在 ARM ARM 中。因此，请继续阅读，您会找到问题的答案。

【讨论】：

【解决方案2】：

是的
是的

如果您查看汇编的十六进制/二进制，您会发现 push 具有相同的寄存器但不同的顺序编码为相同的指令。这将与指令编码有关，因为它几乎是寄存器的位掩码（请参阅How are encoded register operands in ARM assembler ?）

【讨论】：