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0x01 RE4B读书笔记之寄存器

0x01 RE4B读书笔记之寄存器

作者: 林江川 | 来源:发表于2017-08-14 11:38 被阅读0次

    上一篇我们提到,RE4B同时讲解了x86/x64、ARM和MIPS三大架构,在继续阅读RE4B之前,我们先来快速了解一下这三大架构。当我们谈架构的时候,其实是围绕CPU在谈CPU的指令集架构。和CPU相关的几个重要概念在RE4B第一章就有介绍,分别是机器码、汇编语言和寄存器。本文将简单介绍一下各体系架构的寄存器,后续的文章我们再介绍常见的汇编指令。

    这四大架构根据机器码的字长可以简单的分为两类,x86/x64属于CISC(复杂指令集),指令的机器码字长是变长的;ARM和MIPS是RISC(精简指令集),它们的机器码字长是相同的。由于字长的限制,在汇编语言设计时需要做一些hack,因此你会发现ARM和MIPS有一些不同于x86/x64汇编语言的共性。

    寄存器是汇编语言操作的重要对象,在学习某个架构的汇编语言之前,我们需要对寄存器有所了解。寄存器常常分为通用寄存器、专用寄存器(计数、堆栈、返回地址等)和状态寄存器。

    x86有8个通用寄存器而x64增加到了16个,如下表所示:

    64bit 32bit 16bit 8bit
    rax eax ax ah, al
    rbx ebx bx bh, bl
    rcx ecx cx ch, cl
    rdx edx dx dh, dl
    rsi esi si sih, sil
    rdi edi di dih, dil
    rsp esp sp sph, spl
    rbp ebp bp bph, bpl
    r8 r8d r8w r8b
    r9 r9d r9w r9b
    r10 r10d r10w r10b
    r11 r11d r11w r11b
    r12 r12d r12w r12b
    r13 r13d r13w r13b
    r14 r14d r14w r14b
    r15 r15d r15w r15b

    x86和x64的状态寄存器分别是flags和rflags。

    ARM汇编中共有37个用户可访问的寄存器,分别为31个通用的32位寄存器和6个状态寄存器。

    name user system supervisor abort undefined interrupt fast interrupt
    r0 r0 r0 r0 r0 r0 r0 r0
    r1 r1 r1 r1 r1 r1 r1 r1
    r2 r2 r2 r2 r2 r2 r2 r2
    r3 r3 r3 r3 r3 r3 r3 r3
    r4 r4 r4 r4 r4 r4 r4 r4
    r5 r5 r5 r5 r5 r5 r5 r5
    r6 r6 r6 r6 r6 r6 r6 r6
    r7 r7 r7 r7 r7 r7 r7 r7
    r8 r8 r8 r8 r8 r8 r8 r8_fiq
    r9(SB) r9 r9 r9 r9 r9 r9 r9_fiq
    r10(SL) r10 r10 r10 r10 r10 r10 r10_fiq
    r11(FP) r11 r11 r11 r11 r11 r11 r11_fiq
    r12(IP) r12 r12 r12 r12 r12 r12 r12_fiq
    r13(SP) r13 r13 r13_svc r13_abt r13_und r13_irq r13_fiq
    r14(LR) r14 r14 r14_svc r14_abt r14_und r14_irq r14_fiq
    r15(PC) r15 r15 r15 r15 r15 r15 r15
    CPSR CPSR CPSR CPSR CPSR CPSR CPSR CPSR
    SPSR / / SPSR_svc SPSR_abt SPSR_und SPSR_irq SPSR_fiq

    MIPS体系结构中一共有32个通用寄存器,在汇编语言中可以用$0~$31表示,也可以用寄存器名字表示,如下表所示:

    register name usage
    $0 zero 第0号寄存器,值始终为0
    $1 $at 保留寄存器
    $2~$3 $v0~$v1 values,保存表达式或函数返回结果
    $4~$7 $a0~$a3 arguments,作为函数的前4个参数
    $8~$15 $t0~$t7 temporaried,供汇编程序使用的临时寄存器
    $16~$23 $s0~$s7 saved values,子函数使用时需要先保存原寄存器的值
    $24~$25 $t8~$t9 temporaried,供汇编程序使用的临时寄存器,补充$t0~$t7
    $26~$27 $k0~$k1 保留,中断处理函数使用
    $28 $gp global pointer,全局指针
    $29 $sp stack pointer,堆栈指针,指向堆栈的栈顶
    $30 $fp frame pointer,保存栈指针
    $31 $ra return address,返回地址

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