關(guān)于CPU
寄存器
CPU除了有控制器歹苦、運(yùn)算器還有寄存器。其中寄存器的作用就是進(jìn)行數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲(chǔ)督怜。
CPU的運(yùn)算速度是非撑故荩快的，為了性能CPU在內(nèi)部開(kāi)辟一小塊臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)域号杠，并在進(jìn)行運(yùn)算時(shí)先將數(shù)據(jù)從內(nèi)存復(fù)制到這一小塊臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)域中蚪腋，運(yùn)算時(shí)就在這一小快臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。我們稱(chēng)這一小塊臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū)域?yàn)榧拇嫫鳌?/p>
對(duì)于arm64系的CPU來(lái)說(shuō)姨蟋， 如果寄存器以x開(kāi)頭則表明的是一個(gè)64位的寄存器屉凯，如果以w開(kāi)頭則表明是一個(gè)32位的寄存器，在系統(tǒng)中沒(méi)有提供16位和8位的寄存器供訪(fǎng)問(wèn)和使用眼溶。其中32位的寄存器是64位寄存器的低32位部分并不是獨(dú)立存在的悠砚。
高速緩存
iPhoneX上搭載的ARM處理器A11它的1級(jí)緩存的容量是64KB，2級(jí)緩存的容量8M.
CPU每執(zhí)行一條指令前都需要從內(nèi)存中將指令讀取到CPU內(nèi)并執(zhí)行堂飞。而寄存器的運(yùn)行速度相比內(nèi)存讀寫(xiě)要快很多,為了性能,CPU還集成了一個(gè)高速緩存存儲(chǔ)區(qū)域.當(dāng)程序在運(yùn)行時(shí)灌旧，先將要執(zhí)行的指令代碼以及數(shù)據(jù)復(fù)制到高速緩存中去(由操作系統(tǒng)完成).CPU直接從高速緩存依次讀取指令來(lái)執(zhí)行.
寄存器的補(bǔ)充
數(shù)據(jù)地址寄存器
數(shù)據(jù)地址寄存器通常用來(lái)做數(shù)據(jù)計(jì)算的臨時(shí)存儲(chǔ)、做累加绰筛、計(jì)數(shù)枢泰、地址保存等功能。定義這些寄存器的作用主要是用于在CPU指令中保存操作數(shù)铝噩，在CPU中當(dāng)做一些常規(guī)變量來(lái)使用衡蚂。
ARM64中
- 64位: X0-X30, XZR(零寄存器)
- 32位: W0-W30, WZR(零寄存器)
注意:
之前8086匯編中有一種特殊的寄存器段寄存器:CS,DS,SS,ES四個(gè)寄存器來(lái)保存這些段的基地址,這個(gè)屬于Intel架構(gòu)CPU中.在ARM中并沒(méi)有
浮點(diǎn)和向量寄存器
因?yàn)楦↑c(diǎn)數(shù)的存儲(chǔ)以及其運(yùn)算的特殊性,CPU中專(zhuān)門(mén)提供浮點(diǎn)數(shù)寄存器來(lái)處理浮點(diǎn)數(shù)
- 浮點(diǎn)寄存器 64位: D0 - D31 32位: S0 - S31
現(xiàn)在的CPU支持向量運(yùn)算.(向量運(yùn)算在圖形處理相關(guān)的領(lǐng)域用得非常的多)為了支持向量計(jì)算系統(tǒng)了也提供了眾多的向量寄存器.
- 向量寄存器 128位:V0-V31
棧
-
棧：是一種具有特殊的訪(fǎng)問(wèn)方式的存儲(chǔ)空間（后進(jìn)先出， Last In Out Firt骏庸，LIFO）
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SP和FP寄存器
- sp寄存器在任意時(shí)刻會(huì)保存我們棧頂?shù)牡刂?
- fp寄存器也稱(chēng)為x29寄存器屬于通用寄存器,但是在某些時(shí)刻我們利用它保存棧底的地址!()
注意:ARM64開(kāi)始,取消32位的 LDM,STM,PUSH,POP指令! 取而代之的是ldr\ldp str\stp
ARM64里面 對(duì)棧的操作是16字節(jié)對(duì)齊的!!
關(guān)于內(nèi)存讀寫(xiě)指令
注意:讀/寫(xiě) 數(shù)據(jù)是都是往高地址讀/寫(xiě)
str(store register)指令
將數(shù)據(jù)從寄存器中讀出來(lái),存到內(nèi)存中.
ldr(load register)指令
將數(shù)據(jù)從內(nèi)存中讀出來(lái),存到寄存器中
此ldr 和 str 的變種ldp 和 stp 還可以操作2個(gè)寄存器.
堆棧操作練習(xí)
使用32個(gè)字節(jié)空間作為這段程序的椕祝空間,然后利用棧將x0和x1的值進(jìn)行交換.
sub sp, sp, #0x20 ;拉伸棧空間32個(gè)字節(jié)
stp x0, x1, [sp, #0x10] ;sp往上加16個(gè)字節(jié),存放x0 和 x1
ldp x1, x0, [sp, #0x10] ;將sp偏移16個(gè)字節(jié)的值取出來(lái),放入x1 和 x0
bl和ret指令
bl標(biāo)號(hào)
- 將下一條指令的地址放入lr(x30)寄存器
- 轉(zhuǎn)到標(biāo)號(hào)處執(zhí)行指令
ret
- 默認(rèn)使用lr(x30)寄存器的值,通過(guò)底層指令提示CPU此處作為下條指令地址!
ARM64平臺(tái)的特色指令,它面向硬件做了優(yōu)化處理的
x30寄存器
x30寄存器存放的是函數(shù)的返回地址.當(dāng)ret指令執(zhí)行時(shí)刻,會(huì)尋找x30寄存器保存的地址值!
注意:在函數(shù)嵌套調(diào)用的時(shí)候.需要講x30入棧!
函數(shù)的參數(shù)和返回值
ARM64下,函數(shù)的參數(shù)是存放在X0到X7(W0到W7)這8個(gè)寄存器里面的.如果超過(guò)8個(gè)參數(shù),就會(huì)入棧.
函數(shù)的返回值是放在X0 寄存器里面的.
函數(shù)的局部變量
函數(shù)的局部變量放在棧里面!
