iOS之ARM64汇编

iOS的程序都是跑在ARM架构的机器上，所以iOS的汇编用到的就是ARM汇编

对于iOS开发汇编的分类：

x86汇编模拟器
ARM64/ARM32汇编真机64位/真机32位，目前真机大多数都是64位。

ARM64汇编三个重要概念：

寄存器
ARM64 有34个寄存器，包括31个通用寄存器、SP、PC、CPSR。

(lldb) register read
General Purpose Registers:
        x0 = 0x000000012c025350
        x1 = 0x000000012c025350
        x2 = 0x000000000000000d
        x3 = 0x0000000000000000
        x4 = 0x000000016f43dab8
        x5 = 0x0000000000000040
        x6 = 0x0000000000000000
        x7 = 0x0000000000000d20
        x8 = 0x00000001009cd688  (void *)0x00000001009cd790: LGPerson
        x9 = 0x56f24077b16c00de
       x10 = 0x000000012c025350
       x11 = 0x00000000000007fb
       x12 = 0x00000000000007fd
       x13 = 0x0000000000000000
       x14 = 0x000000008afee000
       x15 = 0x00000000000003dc
       x16 = 0x00000001aa01d4e8  libobjc.A.dylib`objc_autoreleasePoolPop
       x17 = 0x000000000ae00000
       x18 = 0x0000000000000000
       x19 = 0x0000000000000000
       x20 = 0x000000012be04110
       x21 = 0x00000001efcaf000  
       x22 = 0x00000001e1bb3984  
       x23 = 0x0000000000000001
       x24 = 0x0000000000000001
       x25 = 0x00000001e71bf690  CoreFoundation`__NSArray0__struct
       x26 = 0x000000012be0b130
       x27 = 0x00000001efc2e000  
       x28 = 0x00000001e1bbcfae  
        fp = 0x000000016f43dc60
        lr = 0x00000001009c5bac  001-alloc&init探索`-[ViewController viewDidLoad] + 76 at ViewController.m:28:5
        sp = 0x000000016f43dc30
        pc = 0x00000001009c5bb4  001-alloc&init探索`-[ViewController viewDidLoad] + 84 at ViewController.m:30:20
      cpsr = 0x60000000

通用寄存器：x0~x28（64位的） (w0~w28（32位）对应的的x0～x28的低32位) ,x0~x7一般是用来存储函数的参数，更多参数，则用堆栈来传递，x0一般用作函数的返回值
PC：程序计数器：存储着当前执行的指令
FP： x29保存栈帧地址(栈底指针)
SP：保存栈指针,使用 SP/WSP来进行对SP寄存器的访问
CPSR：状态寄存器
NZCV是状态寄存器的条件标志位，分别代表运算过程中产生的状态，其中：
N, negative condition flag，一般代表运算结果是负数
Z, zero condition flag, 指令结果为0时Z=1，否则Z=0；
C, carry condition flag, 无符号运算有溢出时，C=1。
V, oVerflow condition flag 有符号运算有溢出时，V=1。
LR：通常称X30为程序链接寄存器，保存子程序结束后需要执行的下一条指令
每个寄存器的大小都是8字节的
wzr：32位零寄存器
xzr：64位零寄存器

指令

MOV    X1，X0         ;将寄存器X0的值传送到寄存器X1
ADD    X0，X1，X2     ;寄存器X1和X2的值相加后传送到X0
SUB    X0，X1，X2     ;寄存器X1和X2的值相减后传送到X0

AND    X0，X0，#0xF    ; X0的值与0xF相位与后的值传送到X0
ORR    X0，X0，#9      ; X0的值与9相位或后的值传送到X0
EOR    X0，X0，#0xF    ; X0的值与0xF相异或后的值传送到X0

LDR    X5，[X6，#0x08]        ；ld：load; X6寄存器加0x08的和的地址值内的数据传送到X5
LDP  x29, x30, [sp, #0x10]    ; ldp :load pair ; 一对寄存器, 从内存读取数据到寄存器

STR X0, [SP, #0x8]         ；st:store,str:往内存中写数据（偏移值为正）; X0寄存器的数据传送到SP+0x8地址值指向的存储空间
STUR   w0, [x29, #-0x8]   ;往内存中写数据（偏移值为负）
STP  x29, x30, [sp, #0x10]    ;store pair，存放一对数据, 入栈指令

CBZ  ;比较（Compare），如果结果为零（Zero）就转移（只能跳到后面的指令）
CBNZ ;比较，如果结果非零（Non Zero）就转移（只能跳到后面的指令）
CMP  ;比较指令，相当于SUBS，影响程序状态寄存器CPSR 

B   ;跳转指令，可带条件跳转与cmp配合使用
BL  ;带返回的跳转指令， 返回地址保存到LR（X30）
BLR  ; 带返回的跳转指令，跳转到指令后边跟随寄存器中保存的地址(例：blr    x8 ;跳转到x8保存的地址中去执行)
RET   ;子程序返回指令，返回地址默认保存在LR（X30）

ret：函数返回，相当于return
mov：数据传输指令
mov 目的寄存器被操作数，被操作数可以是变量，也可以是寄存器
例如 mov x0 ,#0x08 或者 mov x0, x1
add: 相加后存储到目标寄存器
例如 :

mov x1 ,#0x09
mov x2 ,#0x010
add x0, x1 ,x2 //x0 = x1 + x2

sub：相减，与add类似

mov x1 ,#0x09
mov x2 ,#0x010
sub x0, x1 ,x2 //x0 = x1 - x2

cmp：操作数1，操作数2
比较的结果放在cpsr中

mov x1 ,#0x09
mov x2 ,#0x010
cmp x1, x2 //将x1-x2的结果放到cpsr状态寄存器中

b 指令跳转指令相当于goto

b myCode //跳转到myCode

b指令带条件
条件域：EQ：相等、NE：不等于、GE：大于等于、LE：小于等于、GT：大于、LT：小于

mov x1 ,#0x09
mov x2 ,#0x010
cmp x1, x2
beq myCode//结果相等，即cpsr的z位的值为1时，跳转到myCode

bl指令：带返回的跳转指令（函数调用的汇编代码跳转实现）

mov x1 ,#0x09
mov x2 ,#0x010
cmp x1, x2
bleq myCode//结果相等，即cpsr的z位的值为1时，跳转到myCode
mov x8 ,#0x09 //myCode执行完会返回到这

ldr指令，从内存中加载数据
例如：

ldr/ldur x0, [x1] //将x1存储的地址指向的值存入到x0，x1如果为不存在的地址值，就会报错，野指针
ldr x0, [x1, #0x04] //将x1存储的地址值加上0x04后的新地址值指向的值存入到x0

ldp指令，从内存中加载数据，放在一对寄存器中
例如：

ldp w0,w1, [x2] //将x2存储的地址指向的值存入到w0、w1，前4字节存放在w0，后4字节放在w1

str/stur指令，往内存中写数据
例如：

str x0, [x2] //将x0的数据，写入到x2地址指向的内存中

stp 存放一对数据, 入栈指令
例如

stp x29, x30, [sp, #0x10]  //将x29中的值写入到sp偏移0x10后的地址指向的内存的前8个字节，x30写入后面8个字节

堆栈
对应寄存器：

FP： x29保存栈帧地址(栈底指针)
LR：通常称X30为程序链接寄存器，保存子程序结束后需要执行的下一条指令
每个寄存器的大小都是8字节的
函数的分类：
叶子函数，内部不再调用其他函数的函数，汇编代码如下：
对应的c代码：

void test(){
    int a = 2;
    int b = 3;
}

汇编代码

_test:                                  ; @test
    .cfi_startproc
; %bb.0:
    sub sp, sp, #16             ; =16，sp栈顶指针上移16个字节
    .cfi_def_cfa_offset 16
    mov w8, #2 ;将2存入w8寄存器
    str w8, [sp, #12] ;将w8寄存器的数据存入到sp下移12个字节的所在位置下面的4字节
    mov w8, #3 ;将3存入w8寄存器
    str w8, [sp, #8] ;将w8寄存器的数据存入到sp下移8个字节的所在位置下面的4字节
    add sp, sp, #16             ; =16，sp栈顶指针下移16个字节，恢复到初始位置
    ret
    .cfi_endproc

非叶子函数，除了叶子函数，其他函数叫非叶子函数
对应的c代码：

void test(){
    int a = 2;
    int b = 3;
}

void testh(){
    test();
    int a = 4;
    int b = 5;
}

汇编代码

_test:                                  ; @test，与上面的test一致
    .cfi_startproc
; %bb.0:
    sub sp, sp, #16             ; =16
    .cfi_def_cfa_offset 16
    mov w8, #2
    str w8, [sp, #12]
    mov w8, #3
    str w8, [sp, #8]
    add sp, sp, #16             ; =16
    ret
    .cfi_endproc
                                        ; -- End function
    .globl  _testh                  ; -- Begin function testh
    .p2align    2
_testh:                                 ; @testh，非叶子函数
    .cfi_startproc
; %bb.0:
    sub sp, sp, #32             ; =32 ，开辟32字节栈空间
    stp x29, x30, [sp, #16]     ; 16-byte Folded Spill，在一开始分配的32字节空间上，给fp（x29）寄存器，lr（x30）寄存器各分配8字节的空间
    add x29, sp, #16            ; =16，将fp寄存器指向栈底向上偏移16字节位置，即存储fp和lr寄存器后剩余的空间。
    .cfi_def_cfa w29, 16
    .cfi_offset w30, -8
    .cfi_offset w29, -16
    bl  _test  ;跳转到test
    mov w8, #4  ；给a，b两个变量分配内存空间，在剩余的16字节空间上分配，与test类似
    stur    w8, [x29, #-4]
    mov w8, #5
    str w8, [sp, #8]
    ldp x29, x30, [sp, #16]     ; 16-byte Folded Reload，读取fp，lr
    add sp, sp, #32             ; =32，收回函数调用栈空间
    ret
    .cfi_endproc