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)
CPSRCPSR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!
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
- 将1左移12位 1 0000 0000 0000 == 0x1000
- 将PC寄存器的低12位清零 0x1002e6888 ==> 0x1002e6000
- 将步骤1 步骤2的结果相加赋给x0
- 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。
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