architecture - 为什么堆栈通常向下增长？

Question

我知道，在我个人熟悉的架构(x86、6502 等)中，堆栈通常向下增长(即，插入堆栈的每个项目都会导致 SP 递减，而不是递增)。

我想知道这样做的历史依据。我知道，在统一的地址空间中，在数据段的另一端启动堆栈很方便(比如说)，因此只有当两侧在中间发生冲突时才会出现问题。但为什么堆栈传统上会占据顶部呢？特别是考虑到这与“概念”模型相反？

(请注意，在 6502 架构中，堆栈也会向下增长，即使它仅限于单个 256 字节页面，并且这个方向选择似乎是任意的。)

Answer 1

至于历史原理，我不能肯定地说(因为它们不是我设计的)。我对此事的想法是，早期的 CPU 将其原始程序计数器设置为 0，并且很自然地希望在另一端启动堆栈并向下增长，因为它们的代码自然会向上增长。

As an aside, note that this setting of the program counter to 0 on reset is not the case for all early CPUs. For example, the Motorola 6809 would fetch the program counter from addresses 0xfffe/f so you could start running at an arbitrary location, depending on what was supplied at that address (usually, but by no means limited to, ROM).

一些历史系统要做的第一件事就是从顶部扫描内存，直到找到一个可以读回写入的相同值的位置，以便它知道实际安装的 RAM(例如，带有64K 地址空间不一定有 64K 或 RAM，事实上，在我早期的日子里 64K 就已经很大了)。一旦找到顶部实际地址，它将适本地设置堆栈指针，然后开始调用子例程。这种扫描通常由 CPU 在启动时运行 ROM 中的代码来完成。

关于堆栈的增长，并不是所有的堆栈都向下增长，参见this answer了解详情。