汇编基础(2) -- ARM64-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了汇编基础(2) -- ARM64。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

简介

ARM架构中，ARM64（也称为AArch64）是一种64位处理器架构，它是ARMv8指令集的一部分。与之前的32位ARM架构相比，ARM64提供了更大的寄存器容量、更广阔的地址空间和更高的计算能力。

64位版本的指令集和32位版本的指令集有一些区别，这些区别主要涉及到以下几个方面：

寄存器：ARM64架构提供了31个通用寄存器，每个寄存器的容量为64位。相比之下，32位ARM架构只有16个通用寄存器，每个寄存器的容量为32位。
操作数大小：在ARM64架构中，所有数据都是以64位的形式进行处理。相比之下，32位ARM架构只能处理32位的整数和单精度浮点数。
内存地址空间：在ARM64架构中，虚拟地址空间最大可达256TB，可以同时支持多达4亿个进程。相比之下，32位ARM架构只支持最大4GB的虚拟地址空间，并且最多只能支持4096个进程。
执行速度：由于ARM64架构的寄存器容量更大、操作数更大，所以在大多数情况下，ARM64指令集的执行速度比32位ARM指令集更快。
兼容性：ARM64架构与32位ARM架构不兼容，因此32位的应用程序不能在ARM64架构的处理器上直接运行。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-730591.html

寄存器

寄存器	说明
x0-x7	通用寄存器，用于函数参数传递和返回值存储
x8	通用寄存器，可用作附加参数传递
x9-x15	通用寄存器，用于临时数据存储
x16	通用寄存器，可用作线程/进程本地数据存储区域指针
x17	通用寄存器，可用作异常链接寄存器
x18	通用寄存器，可用作平台相关寄存器
x19-x28	通用寄存器，用于临时数据存储
x29 (fp)	帧指针寄存器，用于保存当前函数的帧指针
x30 (lr)	链接寄存器，用于保存返回地址
sp	栈指针寄存器，指向当前栈顶位置
pc	程序计数器寄存器，存储下一条要执行的指令的地址
cpsr	当前程序状态寄存器，保存处理器的当前状态信息，如条件标志位、中断使能位、处理模式等
nzcv	零、负、进位和溢出条件标志位，记录上一条指令结果的状态
f0-f31	浮点寄存器，用于浮点运算
v0-v31	矢量寄存器，用于SIMD（单指令多数据）操作
w0	32位宽的低位部分，对应于x0寄存器
s0	16位宽的低位部分，对应于x0寄存器的低16位
b0	8位宽的最低字节部分，对应于x0寄存器的最低字节

指令

指令类型	示例指令	说明
数据传输	`LDR X0, [X1]`	从内存中加载数据到寄存器
	`STR X0, [X1]`	将寄存器中的数据存储到内存
算术运算	`ADD X0, X1, X2`	将两个寄存器中的值相加
	`SUB X0, X1, X2`	将两个寄存器中的值相减
逻辑运算	`AND X0, X1, X2`	将两个寄存器中的值进行按位与
	`ORR X0, X1, X2`	将两个寄存器中的值进行按位或
控制流	`B label`	分支到标签处执行
	`BL label`	分支并且保留返回地址
	`CMP X0, X1`	比较两个寄存器中的值
	`BEQ label`	如果上一次比较结果为相等，则分支到标签处执行
	`B label`	无条件跳转到标签处执行
	`BL label`	分支与链接跳转到标签处执行，并保存返回地址
	`BR Xn`	无条件跳转到寄存器Xn中存储的地址
	`B.cond label`	根据特定条件进行跳转
	`BLR Xn`	无条件跳转到寄存器Xn中存储的地址，并保存返回地址
	`BR Xn`	无条件跳转到寄存器Xn中存储的地址，并恢复返回地址及上下文
	`BLR Xn`	跳转到寄存器Xn中存储的地址，并保存返回地址及上下文
乘法和除法	`MUL X0, X1, X2`	将两个寄存器中的值相乘
	`SDIV X0, X1, X2`	将两个寄存器中的值相除
浮点运算	`FADD D0, D1, D2`	将两个浮点寄存器中的值相加
	`FSUB D0, D1, D2`	将两个浮点寄存器中的值相减
	`FMUL D0, D1, D2`	将两个浮点寄存器中的值相乘
	`FDIV D0, D1, D2`	将两个浮点寄存器中的值相除
压栈	`STP X0, X1, [SP, #-16]!`	将两个寄存器的值压入栈中
	`STR X0, [SP, #-8]!`	将一个寄存器的值压入栈中
出栈	`LDP X0, X1, [SP], #16`	从栈中弹出两个寄存器的值
	`LDR X0, [SP], #8`	从栈中弹出一个寄存器的值
设置栈指针	`MOV SP, X0`	将指定寄存器的值设置为栈指针
获取栈指针	`MOV X0, SP`	将栈指针的值保存到指定寄存器

实例分析

包含if语法的函数：

int ifFunction(int x, int y) {
    int result;
    if (x > y) {
        result = x + y;
    } else {
        result = x - y;
    }
    return result;
}

ifFunction:
    cmp x0, x1      // 比较 x 和 y
    ble else_label  // 如果 x <= y，跳转到 else_label 标签处
    add x0, x0, x1  // 如果 x > y，执行 x + y
    ret             // 返回结果
else_label:
    sub x0, x0, x1  // 如果 x <= y，执行 x - y
    ret             // 返回结果

包含for语法的函数：

int forFunction(int n) {
    int sum = 0;
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        sum += i;
    }
    return sum;
}

forFunction:
    mov w1, 1       // 将 1 赋值给寄存器 w1，作为循环计数器 i 的初始值
    mov w0, 0       // 将 0 赋值给寄存器 w0，作为累加和 sum 的初始值
loop:
    add w0, w0, w1  // 累加计数器 i 的值到累加和 sum
    add w1, w1, 1   // 计数器 i 自增 1
    cmp w1, x0      // 比较计数器 i 和 n 的值
    ble loop        // 如果 i <= n，跳转到 loop 标签处继续循环
    ret             // 返回累加和 sum

包含switch语法的函数：

int switchFunction(int x) {
    int result;
    switch (x) {
        case 1:
            result = 10;
            break;
        case 2:
            result = 20;
            break;
        case 3:
            result = 30;
            break;
        default:
            result = -1;
    }
    return result;
}

switchFunction:
    cmp w0, 1       // 比较寄存器 w0（x）的值与每个 case 的值
    b.eq case_1     // 如果相等，跳转到 case_1 标签处
    cmp w0, 2
    b.eq case_2
    cmp w0, 3
    b.eq case_3
    mov w0, -1      // 默认情况下，将 -1 赋值给寄存器 w0（result）
    ret
case_1:
    mov w0, 10      // 如果 x == 1，将 10 赋值给寄存器 w0（result）
    ret
case_2:
    mov w0, 20      // 如果 x == 2，将 20 赋值给寄存器 w0（result）
    ret
case_3:
    mov w0, 30      // 如果 x == 3，将 30 赋值给寄存器 w0（result）
    ret