ARM 64汇编 --寄存器&指令

CPU由控制器、运算器、寄存器三部分组成。其中寄存器的作用就是进行数据的临时存储,CPU的运算速度是非常快的,为了性能CPU在内部开辟一小块临时存储区域,并在进行运算时先将数据从内存复制到这一小块临时存储区域中,运算时就在这一小快临时存储区域内进行。

通用寄存器

ARM64中有31个64位的通用寄存器,即x0-x30,w0-w28是x0-x28的低32位。

  • x0-x7为参数货中间结果寄存器

函数调用传的参数和在函数内定义的局部变量都运算时都会存放到x0-x7这8个寄存器中,运算的结果会放到x0,如果参数大于8那么cup会把多的参数先放到内存中存放,运算时再从内存中取出。

  • x30过程链接寄存器PLR(Produce Link Register)

在Xcode中x30即lr寄存器,x30寄存器存放的是函数的返回地址.当ret指令执行时刻,会寻找x30寄存器保存的地址值,在函数嵌套条用中需要先将x30入栈

  • pc寄存器(program counter)

pc寄存器为指令指针寄存器, 保存CPU将要执行的下一条指令的地址

  • sp寄存器

sp寄存器会时刻保存栈顶的指针

  • fp寄存器

fp寄存器也叫栈帧指针寄存器,它指向栈的栈底

  • 标志寄存器(CPSR)

CPSR是CPU内一种特殊的寄存器,CPSR寄存器是按位起作用的,也就是说,它的每一位都有专门的含义,记录特定的信息。
CPSR的低8位(包括I、F、T和M[4:0])称为控制位,程序无法修改,除非CPU运行于特权模式下,程序才能修改控制位!
N、Z、C、V均为条件码标志位。它们的内容可被算术或逻辑运算的结果所改变,并且可以决定某条指令是否被执行!意义重大!

CPSR

N标志:
CPSR的第31位是 N,符号标志位。它记录相关指令执行后,其结果是否为负.如果为负 N = 1,如果是非负数 N = 0.
Z标志:
CPSR的第30位是Z,0标志位。它记录相关指令执行后,其结果是否为0.如果结果为0.那么Z = 1.如果结果不为0,那么Z = 0.
C标志:
CPSR的第29位是C,进位标志位。一般情况下,进行无符号数的算,
加法运算:当运算结果产生了进位时(无符号数溢出),C=1,否则C=0。
减法运算(包括CMP):当运算时产生了借位时(无符号数溢出),C=0,否则C=1
V标志:
CPSR的第28位是V,溢出标志位。在进行有符号数运算的时候,如果超过了机器所能标识的范围,称为溢出

指令
  • adrp

adrp是计算数据指定地址到当前PC值的相对偏移,计算方法为基地址加偏移地址

举例:
假如当前PC寄存器的地址为 0x1002e6888,寻址汇编代码为:

adrp        x0        1
add         x0        x0        #0xf28

寻址过程为

  1. 将1左移12位 1 0000 0000 0000 == 0x1000
  2. 将PC寄存器的低12位清零 0x1002e6888 ==> 0x1002e6000
  3. 将步骤1 步骤2的结果相加赋给x0
  4. x0的地址加上偏移地址#0xf28

最后得到数据的存储地址:0x1002e7f28

  • CMP
    CMP是比较指令,把一个寄存器的内容和另一个寄存器的内容或立即数进行比较。但不存储结果,只是正确的更改标志。
    举例:
int g = 12;

void func(int a, int b)
{
    if (a > b) {
        g = a;
    }
    else
    {
        g = b;
    }
}

调用上面的比较函数可以得到下图中的汇编代码,汇编指令CMP w0, w1其实就是源码 if(a > b),B.LE指令根据判断结果跳转,如果w0 <= w1 跳转到loc_1000068E0,否则就继续执行下面的指令。

CMP

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