初识汇编(二)

数据的宽度

数学上的数字没有限制, 可以无穷大. 但在计算机中, 由于受硬件的制约,数据都是有长度限制的(我们成为数据宽度), 超过最多宽度的数据会被丢弃.

#import <UIKit/UIKit.h>
#import "AppDelegate.h"

int test(){
    int cTemp = 0x1FFFFFFFF;
    return cTemp;
}

int main(int argc, char * argv[]) {
    printf("%x\n",test());
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

计算机中常见的数据宽度

• 位(bit): 1个位就是1个二进制位, 0或1.
• 字节(Byte): 1个字节由8个bit位组成(8位), 内存中最小存储单元为Byte.
• 字(word): 1个字由2个字节(16位)组成, 这2个字节分别称为高字节和低字节.
• 双字(doubleWord): 1个双字由2个字组成(32位).

那么计算机存储数据它会分为有符号和无符号数, 看下图就理解了:

Snip20180426_49.png

无符号数,直接换算!
有符号数:
正数:  0    1    2    3    4    5    6    7 
负数:  F    E    D    B    C    A    9    8
      -1   -2   -3   -4   -5   -6   -7   -8

寄存器

内部部件之间由总线相连

Snip20180426_50.png

• 对程序员来说, CPU最主要部件是寄存器, 通过改变寄存器的内容来实现对CPU的控制.
• 不同的CPU, 存储器个数和结构是不同的.

通用寄存器

• ARM64拥有31个64位通用寄存器 X0 - X30, 这些寄存器通常用来存放一般性的数据, 称为通用寄存器(有时也有特定用途).
  • W0 - W28是32位的, 是X0 - X28的低32位, 因为64位CPU是兼容32位的. 所以可以只使用64位寄存器的低32位.
    比如w0 就是 x0的低32位.

Snip20180426_51.png

• 通常, CPU会先将内存中的数据存储到通用寄存器中, 然后再对通用寄存器中的数据进行运算.(通用寄存器的执行速度要比内存快)

• 假设内存中有块红色内存空间的值是3，现在想把它的值加1，并将结果存储到蓝色内存空间

  
  Snip20180426_52.png
  1. CPU会先将内存中的值存储到X0寄存器中: mov X0, 橘黄色内存空间
  2. 再让x0中的值加1: add x0, 1
  3. 最后再将x0中的值赋值给蓝色内存空间: mov 蓝色内存空间,X0

pc寄存器(program counter)

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• 为指令指针寄存器, 它指向了CPU当前要执行的指令地址

• 在内存或磁盘上, 指令和数据没有区别, 都是二进制信息.

• CPU在工作的时候把有的信息看做指令，有的信息看做数据，为同样的信息赋予了不同的意义
  比如 1110 0000 0000 0011 0000 1000 1010 1010
  可以当做数据 0xE003008AA
  也可以当做指令 mov x0, x8

• CPU根据什么将内存中的信息看做指令？
  CPU将pc指向的内存单元的内容看做指令
  如果内存中的某段内容曾被CPU执行过，那么它所在的内存单元必然被pc指向过

bl指令

• CPU从何处执行指令是由pc寄存器决定了, 我们可以通过改变pc的内容来控制CPU执行目标指令
• ARM64提供了一个mov指令（传送指令），可以用来修改大部分寄存器的值，
  比如 mov x0,#10、mov x1,#20

注意: mov指令不能用于设置pc的值, ARM64没有提供这样的功能

• ARM64提供了另外的指令来修改PC的值，这些指令统称为转移指令，最简单的是bl指令

bl指令--练习

假设程序先执行A,请写出指令执行顺序 和 最终寄存器x0的值

_A:
    mov x0,#0xa0
    mov x1,#0x00
    add x1, x0, #0x14
    mov x0,x1
    bl _B
    mov x0,#0x0
    ret

_B:
    add x0, x0, #0x10
    ret

第二篇初识汇编的复习和梳理就到这了.