DIAB编译器生成的PPC汇编代码栈外存LR为何不崩溃？

要理解这个现象，得从PowerPC的栈行为和ABI规范入手，一步步拆解指令逻辑：

1. 先理清栈指针的变化 #

PPC的栈是向下生长的，r1作为栈指针（SP）始终指向栈顶（当前栈帧的最低地址）。先看序言的核心指令：

stwu r1,-8(r1)              // Allocate 8 bytes on stack and save r1 on top

这条指令做了两件事：

• 把当前栈指针r1的旧值（记为r1_old）存入地址r1_old - 8的位置（这是新栈帧的栈底，用来保存回溯链）
• 把栈指针r1更新为r1_old - 8（记为r1_new，也就是新的栈顶）

此时栈的布局（地址从高到低）：

[r1_old + 4] → 即将用来存LR的位置
[r1_old]     → 调用者的栈顶
...
[r1_old - 8] → 存着r1_old（当前函数的回溯指针）
[r1_new]     → 栈顶（r1_old -8）

2. 为什么存LR到12(r1)是安全的 #

接下来的指令是把LR存入12(r1)：

stw r0,12(r1)               // save the LR 12 bytes below the stack - how is that ??

代入r1 = r1_new = r1_old -8，计算目标地址：
12(r1_new) = (r1_old -8) +12 = r1_old +4
这个地址属于调用者的栈帧区域，而非当前函数刚分配的8字节栈帧。

它能安全使用的核心原因是PowerPC ABI规范的约定：

• 调用者在调用任何函数前，必须保证自己栈帧的SP +4位置（也就是r1_old +4）是可用的临时空间，被调用者可以自由使用这个位置来保存LR或其他临时数据
• 调用者不会在这个位置存储需要保留的关键数据，因此当前函数写入/读取这个位置不会破坏调用者的栈帧数据

3. 尾声指令的逻辑验证 #

尾声指令从12(r1)恢复LR，再调整栈指针：

lwz r0,12(r1)               // recover the LR register into r0
mtspr 8,r0                  // recover the LR
addi r1,r1,8                // adjust the stack 
blr                         // return to the caller

• addi r1,r1,8把栈指针恢复为r1_old，回到调用者的栈顶位置
• 整个过程中，调用者栈帧的r1_old +4只是被临时借用，没有被破坏，因此函数返回后调用者能正常继续执行

编译器的优化意图 #

DIAB编译器这么做是为了节省栈空间：如果把LR存在当前函数自己的栈帧里，需要至少额外4字节空间，栈帧大小就得改成12字节；而借用调用者栈帧的预留空间，只需要分配8字节栈帧即可，实现了栈空间的优化。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Martin Roth