Почему стеки обычно растут вниз?

Question

Почему стеки обычно растут вниз?

Я знаю, что в архитектурах, с которыми я лично знаком (x86, 6502 и т. д.), стек обычно растет вниз (т. е. каждый элемент, помещенный в стек, приводит к уменьшению SP, а не к увеличению).

Я задаюсь вопросом об историческом обосновании этого. Я знаю, что в едином адресном пространстве удобно запускать стек на противоположном конце сегмента данных (скажем), поэтому проблема возникает только в том случае, если две стороны сталкиваются посередине. Но почему стек традиционно получает верхнюю часть? Особенно учитывая, насколько это противоположно "концептуальной" модели?

(и обратите внимание, что в архитектуре 6502 стек также растет вниз, хотя он ограничен одной 256-байтовой страницей, и этот выбор направления кажется произвольным.)

630 6

stack history architecture

6 ответов:

Comments

Ничего не найдено.

paxdiablo · Accepted Answer · 2017-05-23 14:47:12

что касается исторического обоснования, я не могу сказать наверняка (потому что я их не проектировал). Мой мысли дело в том, что ранние процессоры получили свой исходный счетчик программ, установленный в 0, и это было естественное желание запустить стек на другом конце и расти вниз, так как их код естественно растет вверх.

в стороне, обратите внимание, что эта настройка счетчика программы на 0 при сбросе не относится к все ранние процессоры. Например, Motorola 6809 будет получать счетчик программ с адресов 0xfffe/f таким образом, вы можете начать работать в произвольном месте, в зависимости от того, что было предоставлено по этому адресу (обычно, но ни в коем случае не ограничиваясь, ROM).

одна из первых вещей, которые будут делать некоторые исторические системы, - это сканировать память сверху, пока она не найдет место, которое будет считывать одно и то же записанное значение, чтобы оно знало фактическую установленную оперативную память (например, z80 с адресным пространством 64K не было обязательно имейте 64K или RAM, на самом деле 64K было бы огромные в мои первые дни). Как только он найдет верхний фактический адрес, он установит указатель стека соответствующим образом и сможет начать вызывать подпрограммы. Это сканирование обычно выполняется ЦП, работающим с кодом в ПЗУ, как часть запуска.

что касается роста стеков, то не все они растут вниз, см. ответ для сведения.

anq · Accepted Answer · 2010-01-10 02:45:06

одно хорошее объяснение, которое я слышал, состояло в том, что некоторые машины в прошлом могли иметь только неподписанные смещения, поэтому вы хотели бы, чтобы стек рос вниз, чтобы вы могли поразить своих местных жителей, не теряя дополнительную инструкцию для подделки отрицательного смещения.

jalf · Accepted Answer · 2010-01-10 02:45:21

одной из возможных причин может быть то, что она упрощает выравнивание. Если вы помещаете локальную переменную в стек, который должен быть помещен на 4-байтовую границу, вы можете просто вычесть размер объекта из указателя стека, а затем обнулить два младших бита, чтобы получить правильно выровненный адрес. Если стек растет вверх, обеспечение выравнивания становится немного сложнее.

Christian V · Accepted Answer · 2010-01-10 02:42:27

IIRC стек растет вниз, потому что куча растет вверх. Могло быть и наоборот.

Kaleb Brasee · Accepted Answer · 2017-05-23 15:34:19

Я считаю, что это чисто дизайнерское решение. Не все они растут вниз-см. это так нити для некоторого хорошего обсуждения направления роста стека на разных архитектурах.

luser droog · Accepted Answer · 2011-09-23 13:21:54

Я считаю, что Конвенция началась с IBM 704 и его печально известного "регистра декремента". Современная речь назвала бы это смещением поля инструкции, но дело в том, что они пошли вниз,недо.