void f1(void); int i; main() { i=0; f1(); i=1;返址1 }函数调用进入被调函数函数返回 f1() { i=2; return; } 图2-2 函数调用及返回图
在执行f1()函数的调用指令前的当前堆栈的情况如图2-3a所示。在执行函数调用指令时，系统首先将main（）中函数调用语句的下一条指令即“i=1；”的地址（在CS:IP中，这里用“返址1”表示）压入堆栈，此时堆栈内容如图2-3b所示。然后将f1()函数的入口地址装入CS和IP 寄存器，控制就从main()转向f1()。当执行f1()的最后一条指令“return”（函数返回指令）时，系统将前面保存在堆栈中的返址1的偏移和返址1的段址弹出并送到IP和CS中，则控制就从f1()返回到main()了。
返址1的偏移sp调用f1()前的栈顶返址1的段址?...sp调用f1()后的栈顶?...sp从f1()返回后的栈顶?...图a 调用f1()前的栈顶图b 调用f1()后的栈顶图c 从f1()返回后的栈顶 图2-3 函数调用前后堆栈内容的变化
2．中断处理时的控制转移情况
除了函数调用以外，中断也能实现控制的转移。当中断发生时，系统首先将标志寄存器Flags的值压入堆栈，然后将装有被中断程序下一条指令地址的CS和IP寄存器的内容也分别压入堆栈，再从中断向量中获取中断服务程序的入口地址并将它们装入CS和IP寄存器，这样，控制就从被中断的程序转向中断服务程序。中断返回时，系统自动从栈顶弹出返址1的偏移、返址1的段址和Flags并送到IP、CS和Flags寄存器中，CPU就开始继续从断点处执行被中断程序。中断处理前后堆栈内容的变化情况如图2-4所示：
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sp返址1的偏移进入中断处返址1的段址理时的栈顶Flags?...图b 进入中断处理时的栈顶?...?...sp中断处理前的栈顶sp中断处理返回后的栈顶图a 中断处理前的栈顶图c 中断处理返回后的栈顶 图2-4 中断处理前后堆栈内容的变化
3． Interrupt类型函数的特殊作用
在Turbo C中提供了一个特殊的函数类型说明符interrupt，我们可利用它将一个函数申明为中断处理函数。例如我们写了一个文件名为“aaa.c”的C程序，其内容如下： void interrupt fun(void); int i; main( )
{ i=0; fun(); i=1; }
void interrupt fun(void) { i=2; }
用编译命令“tcc -S aaa”得到以上C程序的汇编码： ifndef ??version ?debug macro endm endif ?debug S \
_TEXT segment byte public 'CODE' DGROUP group _DATA,_BSS assume cs:_TEXT,ds:DGROUP,ss:DGROUP _TEXT ends
_DATA segment word public 'DATA' d@ label byte d@w label word _DATA ends _BSS segment word public 'BSS' b@ label byte
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b@w label word ?debug C E93B4F151F056161612E63 _BSS ends
_TEXT segment byte public 'CODE' ; ?debug L 3 _main proc near ; ?debug L 4 mov word ptr DGROUP:_i,0 ; ?debug L 5 pushf call far ptr _fun ; ?debug L 6 mov word ptr DGROUP:_i,1 @1: ; ?debug L 7 ret
_main endp ; ?debug L 8 _fun proc far push ax push bx push cx push dx push es push ds push si push di push bp mov bp,DGROUP mov ds,bp ; ?debug L 10 mov word ptr DGROUP:_i,2 @2: ; ?debug L 11 pop bp pop di pop si pop ds pop es pop dx pop cx pop bx pop ax iret
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_fun endp _TEXT ends _BSS segment word public 'BSS' _i label word db 2 dup (?) _BSS ends ?debug C E9
_DATA segment word public 'DATA' s@ label byte _DATA ends
_TEXT segment byte public 'CODE' _TEXT ends public _main public _fun public _i end
从编译后的代码中可以看出，对于fun()函数，由于定义的类型是interrupt类型的中断处理函数，所以在使用tcc命令进行编译时，编译器将自动在fun()的开始加入一组push操作（代码中第二组黑体字部分），以保存被中断程序的CPU现场环境信息；相对应地在fun()的代码最后自动加入一组pop操作（代码中第三组黑体字部分），以便中断返回时恢复被中断程序的现场环境信息。
从编译后的代码段中还可以看出，main()对fun()的调用是通过： pushf call far ptr _fun /*代码中的第一组黑体字部分 */ 实现的，即先压入Flags寄存器的内容，再用call指令压入返回地址，并转去执行fun()函数。 而在进入fun()时，系统首先将执行一组push操作，将AX、BX、CX、DX、ES、DS、SI、DI、BP 的值保存到堆栈中，再用fun()的数据段装配DS寄存器，然后才执行fun()中的具体语句“i=2;”。而在返回前，先要执行一组pop操作，从堆栈中恢复BP、DI、SI、DS、ES、DX、CX、BX、AX 的值，然后再用iret指令（而不是ret指令）返回，iret指令将从堆栈中弹出返址的偏移、返址的段址、flags到CPU的IP 、CS和Flags寄存器中，从而使CPU继续从断点处执行被中断程序main()。fun()调用前后的堆栈内容如图2-5所示，图中的“返址1”是指main()函数中fun()函数调用指令的下一条指令“i=1”的地址。
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sp返址1的偏移调用fun()返址1的段址时的栈顶sp调用fun()前的栈顶Flags?...图b 调用fun()时的栈顶BPDISIDSESDXCXBXAX返址1的偏移返址1的段址Flags?...sp fun()执行push操作后的栈顶?...图a 调用fun()前的栈顶图c fun()执行push操作后 的栈顶sp返址1的偏移 fun()执行pop操作后返址1的段址的栈顶Flags?...图d fun()执行pop操作后的栈顶?...sp从fun()返回后的栈顶图e 从fun()返回后的栈顶 图2-5 fun（）调用前后的堆栈内容的变化
4． 利用堆栈切换实现CPU切换
从上面的描述可知，我们可以用函数或中断服务子程序来处理CPU的切换，但关键仍在于堆栈的切换。例如， 系统中有两个线程：线程１和线程２，它们的私有堆栈分别为 stack1 和stack2；线程１目前拥有CPU，即线程１正在执行，则系统的现行堆栈为线程1的私有堆栈stack1；在线程１中调用一函数F()，函数的返回地址即线程１的下一条指令的地址将压入到现行堆栈stack1中;若在 F() 中，将系统的现行堆栈从stack1切换到stack2：保存现行堆栈的段址SS和栈顶指针SP到变量ss1、sp1中，并将线程２的堆栈stack2的段址和栈顶指针装到CPU的SS与SP寄存器中；如果stack2的栈顶有线程２的下一条指令的地址，则从F()中返回时，将用现行堆栈stack2 的栈顶的字装配IP和CS，CPU就开始执行新线程，即线程２。若再用保存在变量ss1、sp1 中的内容来装配SS和SP寄存器，即将现行堆栈切换回线程１的私有堆栈，则CPU 将被分配给线程１，它将从原来的断点继续往下执行。考虑到CPU 切换时要进行现场保护，用中断服务子程序来实现CPU的切换就显得更方便。 下面我们用interrupt类型的函数swtch()来实现CPU在线程1和线程2间的切换，另外，必须注意的是，在堆栈切换过程中一定要做到操作的原子性，这一点我们可以通过关中断、
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