سجل المكدس

سجل المكدس ، المعروف أيضًا بمؤشر المكدس ، هو سجل في المعالج المركزي للحاسوب يُستخدم لتتبع مسار مكدس الاستدعاءات . في الحواسيب ذات البنية المُجمِّعة ، قد يكون هذا السجل مخصصًا. أما في الحواسيب التي تحتوي على عدة سجلات للأغراض العامة ، فقد يكون سجلًا محجوزًا وفقًا للعرف، كما هو الحال في بنى IBM System/360 و z/Architecture و RISC ، أو قد يكون سجلًا مُبرمجًا لاستخدامه في تعليمات استدعاء الإجراءات والعودة، كما هو الحال في بنى PDP-11 و VAX و Intel x86 . بعض التصاميم، مثل Data General Eclipse، لم تكن تحتوي على سجل مخصص، بل استخدمت عنوان ذاكرة مخصصًا لهذه الوظيفة.

لم تكن أجهزة الكمبيوتر قبل أواخر الستينيات - مثل PDP-8 و HP 2100 - مزودة بمترجمات تدعم الاستدعاء الذاتي . كانت تعليمات البرامج الفرعية فيها عادةً ما تحفظ الموقع الحالي في عنوان القفز، ثم تُعيّن عداد البرنامج إلى العنوان التالي . ^{[ 1 ]} ورغم أن هذا أبسط من استخدام المكدس، إلا أنه نظرًا لوجود موقع عودة واحد فقط لكل قسم من أقسام التعليمات البرمجية للبرنامج الفرعي، فإنه لا يمكن تنفيذ الاستدعاء الذاتي دون بذل جهد كبير من جانب المبرمج.

قد تحتوي آلة المكدس على سجلين أو أكثر للمكدس - أحدهما يتتبع مكدس الاستدعاء ، والآخر (الآخرون) يتتبع مكدس (مكدسات) أخرى.

تخزن المعالجات الأبسط مؤشر المكدس في سجل أجهزة عادي ، وتستخدم وحدة الحساب والمنطق (ALU) لمعالجة قيمته. أما في المعالجات التي تحتوي على تعليمات لدفع العناصر إلى المكدس وسحبها منه، فتُنفذ هذه التعليمات إما باستخدام دورات معالجة مركزية متعددة مدمجة أو تعليمات دقيقة ، أو تُترجم إلى عمليات دقيقة متعددة ، وذلك لجمع/طرح مؤشر المكدس بشكل منفصل، وإجراء عمليات التحميل/التخزين في الذاكرة. ^{[ 2 ]}

تحتوي المعالجات الأحدث من هذا النوع على محرك مكدس مخصص لتحسين عمليات المكدس. وكان معالج بنتيوم إم أول معالج x86 يُدخل محرك المكدس. في تنفيذه، يُقسّم مؤشر المكدس بين سجلين: ESP _O ، وهو سجل 32 بت، وESP _d ، وهي قيمة دلتا 8 بت تُحدّث مباشرةً بواسطة عمليات المكدس. تعمل رموز العمليات PUSH وPOP وCALL وRET مباشرةً مع سجل ESP _d . إذا كان ESP _d قريبًا من تجاوز السعة أو تمت الإشارة إلى سجل ESP من تعليمات أخرى (عندما يكون ESP _d ≠ 0)، تُضاف عملية مزامنة دقيقة تُحدّث ESP _O باستخدام وحدة الحساب والمنطق (ALU) وتُعيد ضبط ESP _d إلى 0. ظل هذا التصميم دون تغيير يُذكر في معالجات إنتل اللاحقة، على الرغم من توسيع ESP _{O إلى 64 بت.} ^{[ 3 ]}

تم اعتماد محرك مكدس مشابه لمحرك إنتل في بنية AMD K8 الدقيقة . في معالج Bulldozer ، تم الاستغناء عن الحاجة إلى عمليات التزامن الدقيقة، لكن التصميم الداخلي لمحرك المكدس غير معروف. ^{[ 3 ]}