# 寄存器寄存器是CPU的组成成分, 存放着`指令、数据和地址`,速度比内存块分为`通用寄存器`、`状态寄存器`和`浮点寄存器` ![image.png](https://p1-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/0b20f955a1b545318e1a5586be858b33~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) # 通用寄存器 ![image.png](https://p1-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/d0a87e9e3b52436ab4c1b1e24b9ef294~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) ARM64有31个通用寄存器, 每个寄存器可以存储64位数据(8个字节) 使用 `X0-X30` 表示`64位`的数使用 `W0-W30` 时,访问这些寄存器的`低32位`, 会将高32位清0。 ![](https://p1-jj.byteimg.com/tos-cn-i-t2oaga2asx/gold-user-assets/2019/4/10/16a0767e0f05dc2a~tplv-t2oaga2asx-zoom-in-crop-mark:4536:0:0:0.image) * `X0-X7` 传递函数的参数, 如果有更多的参数需要使用栈来传递, X0 用来存储函数的返回值 * `SP(Stack Pointer)` 栈指针寄存器, 指向栈的顶部, WSP表示栈指针的最低32位 * `FP(Frame Pointer)` 即X29, 栈指针寄存器, 指向栈的底部 * `LR(Link Register)` X30 链接寄存器, 存储着函数调用完成时的`返回地址` 用来存储函数调用栈跟踪, 程序在崩溃时能够将函数调用栈打印就是借助LR寄存器来实现的 * `PC(Program Counter)` 保存下一条指令的内存地址, 通常在调试状态下看到的 PC 值都是当前`断点处的地址` # 状态寄存器(CPSR) 保存指令运行结果的信息根据运算的结果来设置状态寄存器的`标志位` `CPU内部进行置位, 不能用程序赋值` ![image.png](https://p1-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/85d4b89d698a46d297d963676877025d~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) 28-31位(`最后四位` 0011 == 6)分别代表 `V C Z N` * N(Negative) 符号整数进行运算时, N=1表示结果为负数, N=0表示结果>=0 * Z(Zero) Z=1表示运算结果为0, Z=0表示结果为非0 * C(Carry) 加减法运算是否产生进位 * V(Overflow) 加减法运算时产生符号位溢出 # 浮点寄存器(FPU) 用于浮点数存储和运算, V0-V31 ![image.png](https://p6-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/44becdfc0abd4de7b0a63f87f82c42c5~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) # 常用指令 ![image.png](https://p6-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/144d2e3a5ef44046911c4693693c2685~tplv-k3u1fbpfcp-watermark.image?) # 算法指令 * ADD 加 ADD X0,X1,X2: X0=X1+X2 * SUB 减 SUB X0,X1,X2: X0==X1-X2 * MUL 乘 MUL X0,X1,X2: X0=X1\*X2 * SDIV `有符号数`除法运算 SDIV X0,X1,X2: X0=X1/X2 * UDIV `无符号`除 * CMP X28,X0 X28,X0`相减`,更新`CPSR`中条件标志位 * CMN CMN X28,X0 X28,X0`相加`,更新`CPSR`中条件标志位 * ADDS/SUBS 带`S`的指令运算结果会影响 CPSR中的条件标志位 # 条件跳转 * `B.cond` B.cond label 若cond为真,则跳转到 label * CBNZ CBNZ Xn,label 若Xn!=0,则跳转到label * CBZ CBZ Xn,label 若Xn==0, 则跳转到label # 无条件跳转 * `B` B label 无条件跳转 * `BL` BL label 无条件跳转,`返回地址保存到LR寄存器中` * BLR BLR Xn 无条件跳转到Xn寄存器的地址,返回地址保存到LR寄存器中 * `BR` BR Xn 无条件跳转到Xn寄存器的地址 * `RET` 返回到LR中存储地址 # 逻辑指令 * AND AND X0,X1,X2: X0=X1\&X2 * EOR X0=X1^X2 * ORR X0=X1|X2 # 赋值指令 `MOV` MOV X19,X1 X19=X1 # 地址偏移 `ADR` ADR Xn,label Xn=PC+label # Load/Store指令 `LDR` Xn,addr Load 内存地址addr -> Xn `STR` Xn,addr Xn -> 内存地址addr `LDP` Xn1,Xn2,addr 内存地址addr -> Xn1和Xn2 P(Pair)表示一对,同时操作两个寄存器 `STP` Xn1,Xn2,addr Xn1和Xn2 -> addr `LDUR` Xn,\[base, #XXX] addr(base+#XXX) -> Xn `STUR` Xn,\[base, #XXX] Xn -> base+#XXX的内存地址 # 扩展含义 B 无符号8bit SB 有符号8bit H: 无符号116bit SH 有符号16位 W 无符号32位 SW 有符号32位 # 函数调用汇编定义一个最简单的函数调用 int addTwoValue(int a, int b) { return a + b; } int main() { return addTwoValue(1, 2); } 查看汇编源码 main 函数 ZZDemo`main: 0x1027ba1e8 <+0>: sub sp, sp, #0x20 ; 开辟0x30大小的栈空间 0x1027ba1ec <+4>: stp x29, x30, [sp, #0x10] ;保存当前函数的x29(FP)和X30(LR)到栈中 0x1027ba1f0 <+8>: add x29, sp, #0x10 ; 抬高栈底,切换到子函数栈空间 0x1027ba1f4 <+12>: stur wzr, [x29, #-0x4] 0x1027ba1f8 <+16>: mov w0, #0x1 ; 第一个参数1保存到w0 0x1027ba1fc <+20>: mov w1, #0x2 ; 第二个参数2保存到w1 -> 0x1027ba200 <+24>: bl 0x1027ba1c8 ;调用 addTwoValue函数 0x1027ba204 <+28>: ldp x29, x30, [sp, #0x10] ;从栈中恢复当前函数的x29(FP)和X30(LR) 0x1027ba208 <+32>: add sp, sp, #0x20 ; 回收栈空间 0x1027ba20c <+36>: ret ZZDemo`addTwoValue: 0x100c3e1a8 <+0>: sub sp, sp, #0x10 0x100c3e1ac <+4>: str w0, [sp, #0xc] 0x100c3e1b0 <+8>: str w1, [sp, #0x8] -> 0x100c3e1b4 <+12>: ldr w8, [sp, #0xc] 0x100c3e1b8 <+16>: ldr w9, [sp, #0x8] 0x100c3e1bc <+20>: add w0, w8, w9 0x100c3e1c0 <+24>: add sp, sp, #0x10 0x100c3e1c4 <+28>: ret 一般函数执行流程如下 1. 分配栈空间 2. 如果有子函数调用, 保存当前函数的形参到栈中 3. 如果有子函数调用, 保存当前函数的FP和LR 4. 抬高栈底, 切换到子函数栈 5. 设置子函数的实参 6. 调用子函数,返回结果 7. 恢复当前函数形参 8. 恢复当前函数的FP和LR 9. 其他操作 10. 回收栈空间 11. 返回 # Objective-C汇编 OC中方法调用是通过消息机制来实现的 @implementation AppDelegate - (void)printValue1:(NSString*)value1 value2:(NSString*)value2 { NSLog(@"%@, %@", value1, value2); } @end int main() { AppDelegate *delegate = [[AppDelegate alloc] init]; [delegate printValue1:@"111" value2:@"222"]; } 断点到函数处执行 ``` register read x0 = 0x000000028261c0e0 x1 = 0x00000001040d3109 "printValue1:value2:" x2 = 0x00000001040d4070 @"111" x3 = 0x00000001040d4090 @"222" x4 = 0x0000000000000004 x5 = 0x0000000007600000 x6 = 0x0000000000000000 x7 = 0x0000000000000000 po $x0 ``` 在 OC 中 `x0` 寄存器保存了`对象本身` `x1`保存了`方法名`, `x2-x7`保存了函数的其他参数