处理器是否使用多个堆栈将调用堆栈与表达式/寄存器堆栈分开？答案

【问题标题】：Does the processor use more than one stack to separate the call stack from the expression/register stack?处理器是否使用多个堆栈将调用堆栈与表达式/寄存器堆栈分开？
【发布时间】：2016-06-26 18:15:00
【问题描述】：

我正在阅读一些关于处理器内存操作的基本文章，我对处理器如何处理接下来的内容感到困惑。

调用堆栈的概念很清楚，但我想知道表达式堆栈/寄存器堆栈（用于进行计算）是否是同一个堆栈，或者即使是子程序的局部变量的堆栈（一个函数) 在一个程序中是同一个调用栈。

如果有人可以向我解释处理器是如何处理其堆栈的，那将对我有很大帮助。

【问题讨论】：

这不是由编译器做出的更多决定（取决于操作系统和库的调用约定）吗？ CPU 对任何内存安排都很好，它只是运行指令。我想你可以在不使用任何堆栈的情况下编写代码。
@Thilo：如果 CPU 不能轻松高效地执行此操作，那么设计一个使用单独堆栈进行暂存空间和参数传递的 ABI 将是愚蠢的。例如，在 x86 中，它会占用另一个寄存器（在 32 位模式下仅保留 8 个寄存器中的 6 个作为“通用”），而小型高效的 push / pop 指令仅适用于 rsp。因此，将寄存器保存/恢复到“手动”堆栈将需要更多代码字节（以及更多指令，因为您必须手动子/添加到 rbp（第二个堆栈指针的明显选择）。
@PeterCordes：这可能是 Rafael 正在寻找的答案：一个 CPU 应该有多组堆栈操作/寄存器来有效地支持多个堆栈（而 x86 没有）。
@PeterCordes 所以对于不同的线程，处理器使用相同的堆栈但不同的指针？
超线程（SMT：同一物理内核上的多个逻辑 CPU）提供了两个完全独立的上下文以及它们自己的架构状态。内核上线程之间的 OS 任务切换完全用另一个线程替换了一个线程的体系结构状态。不同的线程总是有自己的栈。（它们都可以从进程地址空间中的同一大块虚拟内存中分割出来，但是如果一个线程将其数据写入另一个线程用来保存/恢复某些内容的堆栈空间，那么您的程序将无法运行。）

标签： cpu-registers cpu-architecture processor stack-memory stack-machine

【解决方案1】：

您可以更改堆栈只需设置 SS:SP 段和指针寄存器（只需保存当前值）过程调用参数和局部变量发生在堆栈中。动态创建的对象发生在堆中（DS:DI）。 SS:SP 寄存器对移动了正确的字节数，以保留过程调用所需的内存。并且在返回时 SS:SP 设置回预调用状态。

【讨论】：

【解决方案2】：

我工作过的所有处理器都只使用了一个堆栈。

如果您考虑处理器在做什么，您只需要一个堆栈。在计算期间，您可以使用与调用堆栈相同的堆栈，因为当计算完成时，堆栈将再次“干净”。局部变量也是如此，就在您离开局部变量的范围之前，您的堆栈将是干净的，允许调用正确返回。

【讨论】：