狀態(tài)寄存器--CPSR寄存器
CPU內(nèi)部的寄存器中嚣镜，有一種特殊的寄存器(對于不同的處理器,個數(shù)和結(jié)構(gòu)都可能不同)。這種寄存器在ARM中橘蜜，被稱為狀態(tài)寄存器就是CPSR(current program status register)寄存器菊匿。
CPSR和其他寄存器不一樣，其他寄存器是用來存放數(shù)據(jù)的计福，都是整個寄存器具有一個含義跌捆。而CPSR寄存器是按位起作用的,也就是說,它的每一位都有專門的含義,記錄特定的信息。
也叫標(biāo)記寄存器
注:CPSR寄存器是32位的
- CPSR的低8位（包括I象颖、F佩厚、T和M[4：0]）稱為控制位，程序無法修改,除非CPU運行于特權(quán)模式下说订，程序才能修改控制位抄瓦。
- N、Z克蚂、C闺鲸、V均為條件碼標(biāo)志位筋讨。它們的內(nèi)容可被算術(shù)或邏輯運算的結(jié)果所改變埃叭，并且可以決定某條指令是否被執(zhí)行，意義重大!
N（Negative）標(biāo)志
CPSR的第31位是 N（符號標(biāo)志位）悉罕，它記錄相關(guān)指令執(zhí)行后,其結(jié)果是否為負(fù)數(shù)赤屋。
如果結(jié)果為負(fù)數(shù)立镶，那么 N = 1；如果結(jié)果是非負(fù)數(shù)类早，那么 N = 0
注意：在ARM64的指令集中媚媒，有的指令的執(zhí)行時影響狀態(tài)寄存器的，比如adds / subs / ors等涩僻，它們大都是運算指令(進(jìn)行邏輯或算數(shù)運算)
上代碼測試
#import <UIKit/UIKit.h>
#import "AppDelegate.h"
void fun(){
asm(
"mov w0, #0x7fffffff\n"
"adds w0, w0, #0x1\n"
"subs w0, w0, #0x1\n"
);
}
int main(int argc, char * argv[]) {
fun();
@autoreleasepool {
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}
Z（Zero）標(biāo)志
CPSR 的第30位是 Z（0標(biāo)志位）逆日，它記錄相關(guān)指令執(zhí)行后,其結(jié)果是否為0嵌巷。
如果結(jié)果為0，那么 Z = 1室抽；如果結(jié)果不為0搪哪，那么Z = 0
對于Z的值，我們可以這樣來看坪圾，Z 標(biāo)記相關(guān)指令的計算結(jié)果是否為0晓折。
如果結(jié)果為0，則 N 要記錄下"結(jié)果為0"這樣的肯定信息兽泄。
在計算機(jī)中1表示邏輯真漓概，表示肯定。所以當(dāng)結(jié)果為0的時候 Z = 1病梢，表示"結(jié)果為0"如果結(jié)果不為0垛耳，則Z要記錄下"結(jié)果不為0"這樣的否定信息。
在計算機(jī)中0表示邏輯假飘千，表示否定堂鲜，所以當(dāng)結(jié)果不為0的時候 Z = 0，表示"結(jié)果不為0"护奈。
上代碼測試
#import <UIKit/UIKit.h>
#import "AppDelegate.h"
void fun(){
asm(
"mov w0, #0xffffffff\n"
"adds w0, w0, #0x1\n"
"subs w0, w0, #0x1\n"
);
}
int main(int argc, char * argv[]) {
fun();
@autoreleasepool {
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}
C（Carry）標(biāo)志
CPSR 的第29位是 C（進(jìn)位標(biāo)志位）霉旗，一般情況下痴奏，進(jìn)行無符號數(shù)的運算。
加法運算：當(dāng)運算結(jié)果產(chǎn)生了進(jìn)位時（無符號數(shù)溢出）厌秒，那么 C = 1读拆，否則C = 0
減法運算（包括CMP）：當(dāng)運算時產(chǎn)生了借位時（無符號數(shù)溢出），C=0鸵闪，否則C=1檐晕。
對于位數(shù)為 N 的無符號數(shù)來說，其對應(yīng)的二進(jìn)制信息的最高位，即第N - 1位辟灰，就是它的最高有效位个榕，而假想存在的第N位，就是相對于最高有效位的更高位芥喇。如下圖所示：
-
進(jìn)位
我們知道西采，當(dāng)兩個數(shù)據(jù)相加的時候，有可能產(chǎn)生從最高有效位向更高位的進(jìn)位继控。比如兩個32位數(shù)據(jù)：0xaaaaaaaa + 0xaaaaaaaa械馆，將產(chǎn)生進(jìn)位。由于這個進(jìn)位值在32位中無法保存武通，我們就只是簡單的說這個進(jìn)位值丟失了狱杰。其實CPU在運算的時候，并不丟棄這個進(jìn)位制厅须，而是記錄在一個特殊的寄存器的某一位上仿畸。ARM下就用C位來記錄這個進(jìn)位值。比如朗和，下面的指令
mov w0, #0xaaaaaaaa ;0xa 的二進(jìn)制是 1010 ==> 1010 1010 1010 ... 1010
adds w0, w0, w0 ;執(zhí)行后相當(dāng)于 1010 << 1 進(jìn)位1（無符號溢出）所以 C 標(biāo)記 為 1
adds w0, w0, w0 ;執(zhí)行后相當(dāng)于 0101 << 1 進(jìn)位0（無符號沒溢出）所以 C 標(biāo)記 為 0
adds w0, w0, w0 ;重復(fù)上面操作
adds w0, w0, w0
-
借位
當(dāng)兩個數(shù)據(jù)做減法的時候错沽，有可能向更高位借位。再比如眶拉，兩個32位數(shù)據(jù)：0x00000000 - 0x000000ff千埃，將產(chǎn)生借位，借位后忆植，相當(dāng)于計算0x100000000 - 0x000000ff放可。得到0xffffff01 這個值。由于借了一位朝刊，所以C位 用來標(biāo)記借位耀里。C = 0.比如下面指令：
mov w0, #0x0
subs w0, w0, #0xff
subs w0, w0, #0xff
subs w0, w0, #0xff
V（Overflow）溢出標(biāo)志
CPSR的第28位是V（溢出標(biāo)志位），一般情況下拾氓，在進(jìn)行有符號數(shù)運算的時候冯挎，如果超過了機(jī)器所能標(biāo)識的范圍，稱為溢出咙鞍。
- 正數(shù) + 正數(shù) = 值為負(fù)數(shù) 溢出 V = 1
- 負(fù)數(shù) + 負(fù)數(shù) = 值為正數(shù) 溢出 V = 1
- 正數(shù) + 負(fù)數(shù) 不可能溢出 V = 0
內(nèi)存分布
| 內(nèi)存分布 | 特性 |
|---|---|
| 代碼區(qū) | 可讀可寫 |
| 棧 | 存放參數(shù)和局部變量房官，可讀可寫 |
| 堆 | 動態(tài)申請，可讀可寫 |
| 全局區(qū) | 可讀可寫 |
| 常量區(qū) | 只讀 |
adrp 指令
是計算指定的數(shù)據(jù)地址到當(dāng)前PC值的相對偏移续滋。
adrp x0, 1
/*
假設(shè)當(dāng)前的 PC 寄存器為 0x1002e6874
1.先將1的值左移12位二進(jìn)制位則為 1 0000 0000 0000 ==> 0x1000
2.將 PC 寄存器的低12位清零翰守，也就是 0x1002e6874 ==> 0x1002e6000
3.最后將1和2的結(jié)果相加給 x0 寄存器，
x0 = 0x000001000 + 0x1002e6000
x0 = 0x1002e7000
*/
補充：
- 計算機(jī)存儲數(shù)據(jù)它會分為有符號數(shù)和無符號數(shù)疲酌。
- 有符號數(shù)是針對二進(jìn)制來講的蜡峰。用最高位作為符號位，“0”代表“+”，“1”代表“-” 事示；其余數(shù)位用作數(shù)值位早像，代表數(shù)值僻肖。
- 有符號數(shù)的表示：計算機(jī)中的數(shù)據(jù)用二進(jìn)制表示肖爵，數(shù)的符號也只能用0/1表示。一般用最高有效位（MSB）來表示數(shù)的符號臀脏，正數(shù)用0表示劝堪，負(fù)數(shù)用1表示。
32位 int 中 0x7FFFFFFF為最大值2^31 - 1 揉稚、0x80000000為最小值-2^31
-
我們來看看0x80000000的輸出
- 0x80000000的二進(jìn)制位原碼為 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
- 若最高位是符號位為1秒啦，為負(fù)數(shù)，則為 -0搀玖。
- 可是在代碼執(zhí)行 int i = 0x80000000 余境，卻輸出為 i = -(2^31)。
- 原因是在十六進(jìn)制中負(fù)數(shù)的二進(jìn)制原碼的最高位是符號位灌诅，后面的31位為序號位芳来，不是值位。
- 1后面的000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000猜拾，表示序號1即舌，表示負(fù)數(shù)中，從小到大的第一位挎袜。
- 由于 int 的最小值為 -(2^31)顽聂，排在負(fù)數(shù)從小到大的序號0，所以 int i = 0x80000000盯仪，輸出為 i = -(2^31)紊搪。
-
我們來看看0xFFFFFFFF的輸出
- 0xFFFFFFFF的二進(jìn)制原碼為 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
- 最高位是符號位為1 ，為負(fù)數(shù)全景，序號位為第(2^31) - 1位 （111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111=（2^31-1）嗦明，
- 所以 0xFFFFFFFF 為負(fù)數(shù)從小到大 第2^31-1位 ，即 -(2^31) + (2^31-1) = -1
總結(jié)：數(shù)值 = 該符號下最小值 + 序號位表示數(shù)
