51单片机的仿真栈(模拟栈/可重入栈)

helendcany

51单片机的仿真栈(模拟栈/可重入栈)

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首先来看，51的系统栈(又叫系统栈，或者硬件栈)，就是SP所指向的栈，他是一个满增栈(注释1)，位于片内RAM的128 bytes之中，上电之后系统堆栈指针SP的初值等于多少呢?这个要从51的启动文件来分析，启动文件中有这样的汇编代码：

?STACK SEGMENT IDATA ;定义一个片内数据段，段名：?STACK

RSEG ?STACK ;选择之前定义过的一个可重定位的段?STACK，下面的汇编语句将会被放置到该段，直到遇到下一个段定位指令，例如CSEG/RSEG。

DS 1 ;预留存储区命令。声明先占用一个字节的空间，在编译时，这个预留的空间不会被其他变量所使用。在这里的意义是，给硬件栈分配1个byte(实际这样是有问题的，应该为硬件栈预留更多空间)

还有：

MOV SP,#?STACK-1

由上可见，SP被初始化为#?STACK-1，在#?STACK地址处，DS指令预留了N个字节的空间，这些空间就是硬件栈的空间

但启动文件的代码中，DS 1相当于只给硬件栈预留了1个字节，这实际上会出问题，原因如下：片内RAM中会有多个数据段，只要使用XX SEGMENT IDATA指令即可在片内RAM中声明一个数据段XX，如果整个工程程序中，声明了多个数据段，?STACK数据段就只是片内RAM中众多数据段中的一个，如果只给?STACK段预留1个字节，而?STACK数据段后面又有别的数据段，那么我们的硬件栈就只有1个字节了，一旦发生中断，CPU寄存器自动入栈立即导致栈溢出，溢出后踩了别的变量的内存，程序基本崩溃;对于这个问题，keil是这样处理的：keil在链接阶段总是把?STACK数据段链接为片内RAM中的最后一个数据段，即使我们只给他预留了1个字节，那也不要紧，反正该段后面没有别的变量占用，只要SP别超出0X7F(片内RAM地址的上限)就行了。通过观察.m51(map文件)我们发现，keil确实是把?STACK数据段放到了片内RAM的最后，下面是某个51工程生成的map文件摘抄：

* * * * * * * D A T A M E M O R Y * * * * * * *

REG 0000H 0008H ABSOLUTE "REG BANK 0"

DATA 0008H 0002H UNIT ?C?LIB_DATA

IDATA 000AH 000DH UNIT ?ID?UCOS_II

0017H 0009H *** GAP ***

BIT 0020H.0 0000H.1 UNIT ?BI?SERIAL

0020H.1 0000H.7 *** GAP ***

IDATA 0021H 0041H UNIT ?STACK ; 作者注：就是这一行!

* * * * * * * X D A T A M E M O R Y * * * * * * *

XDATA 0000H 080EH UNIT ?XD?SERIAL

XDATA 080EH 0804H UNIT ?XD?MAIN

XDATA 1012H 0490H UNIT ?XD?UCOS_II

XDATA 14A2H 005CH UNIT _XDATA_GROUP_

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Mhza

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