關(guān)于CPU的補充
寄存器
CPU除了有控制器吴超、運算器還有寄存器奴烙。其中寄存器的作用就是進行數(shù)據(jù)的臨時存儲。
CPU的運算速度是非惩苫停快的派阱，為了性能CPU在內(nèi)部開辟一小塊臨時存儲區(qū)域，并在進行運算時先將數(shù)據(jù)從內(nèi)存復(fù)制到這一小塊臨時存儲區(qū)域中斜纪，運算時就在這一小快臨時存儲區(qū)域內(nèi)進行贫母。我們稱這一小塊臨時存儲區(qū)域為寄存器。
對于arm64系的CPU來說盒刚， 如果寄存器以x開頭則表明的是一個64位的寄存器腺劣，如果以w開頭則表明是一個32位的寄存器，在系統(tǒng)中沒有提供16位和8位的寄存器供訪問和使用因块。其中32位的寄存器是64位寄存器的低32位部分并不是獨立存在的橘原。
高速緩存
iPhoneX上搭載的ARM處理器A11它的1級緩存的容量是64KB，2級緩存的容量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。而寄存器的運行速度相比內(nèi)存讀寫要快很多,為了性能,CPU還集成了一個高速緩存存儲區(qū)域.當(dāng)程序在運行時靠柑，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執(zhí)行.
寄存器的補充
數(shù)據(jù)地址寄存器
數(shù)據(jù)地址寄存器通常用來做數(shù)據(jù)計算的臨時存儲寨辩、做累加、計數(shù)歼冰、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)耻警，在CPU中當(dāng)做一些常規(guī)變量來使用隔嫡。
ARM64中
iOS 64位 只提供6個通用寄存器
- 64位: X0-X30, XZR(零寄存器)
- 32位: W0-W30, WZR(零寄存器)
注意:
之前講解8086匯編中有一種特殊的寄存器段寄存器:CS,DS,SS,ES四個寄存器來保存這些段的基地址,這個屬于Intel架構(gòu)CPU中.在ARM中并沒有
通用寄存器
? AX、BX甘穿、CX腮恩、DX這4個寄存器通常用來存放一般性的數(shù)據(jù)，稱為通用寄存器（有時也有特定用途）
? 通常温兼，CPU會先將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存儲到通用寄存器中秸滴，然后再對通用寄存器中的數(shù)據(jù)進行運算
? AX、BX募判、CX荡含、DX這4個通用寄存器都是16位的，如下圖所示
8086的寄存器都是8位的届垫，為了保證兼容释液， AX、BX装处、CX误债、DX都可分為2個獨立的8位寄存器來使用
? H代表高位寄存器
? L代表低位寄存器
字和字節(jié)
? 在匯編的數(shù)據(jù)存儲中，有2個比較常用的單位
? 字節(jié)：byte妄迁，1個字節(jié)由8bit組成寝蹈，可以存儲在8位寄存器中
? 字： word，1個字由2個字節(jié)組成登淘，這2個字節(jié)分別稱為字的高字節(jié)和低字節(jié)
8086有4個段寄存器：CS箫老、DS、SS形帮、ES槽惫，當(dāng)CPU需要訪問內(nèi)存時由這4個段寄存器，提供內(nèi)存單元的段地址
? CS (Code Segment)：代碼段寄存器
? DS (Data Segment)：數(shù)據(jù)段寄存器
? SS (Stack Segment)：堆棧段寄存器
? ES (Extra Segment)：附加段寄存器
? SI： 源變址 寄存器（source）
? DI：目的變址 寄存器（destination）
IP：指令指針寄存器 IP= IP+所讀取指令的長度辩撑，從而指向下一條指令
浮點和向量寄存器
因為浮點數(shù)的存儲以及其運算的特殊性,CPU中專門提供浮點數(shù)寄存器來處理浮點數(shù)
- 浮點寄存器 64位: D0 - D31 32位: S0 - S31
現(xiàn)在的CPU支持向量運算.(向量運算在圖形處理相關(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問方式的存儲空間（后進先出界斜， Last In Out Firt，LIFO）
SP和FP寄存器
- sp寄存器：在任意時刻會保存我們棧頂?shù)牡刂?
- fp寄存器：也稱為x29寄存器屬于通用寄存器,但是在某些時刻我們利用它保存棧底的地址!()
注意:ARM64開始,取消32位的 LDM,STM,PUSH,POP指令! 取而代之的是ldr\ldp str\stp
ARM64里面 對棧的操作是16字節(jié)對齊的!!
關(guān)于內(nèi)存讀寫指令
注意:讀/寫 數(shù)據(jù)是都是往高地址讀/寫
str 指令：(store register)
將數(shù)據(jù)從寄存器中讀出來,存到內(nèi)存中.
寄存器 --> 數(shù)據(jù) -->內(nèi)存
ldr 指令：(load register)
將數(shù)據(jù)從內(nèi)存中讀出來,存到寄存器中
內(nèi)存 --> 數(shù)據(jù) -->寄存器
注意：
ldr 和 str只能操作1個寄存器
此ldr 和 str 的變種ldp 和 stp 還可以操作2個寄存器.
堆棧操作練習(xí)
使用32個字節(jié)空間作為這段程序的椇霞剑空間,然后利用棧將x0和x1的值進行交換.
sub sp, sp, #0x20 ;拉伸椄鬓保空間32個字節(jié)
stp x0, x1, [sp, #0x10] ;sp往上加16個字節(jié),存放x0 和 x1
ldp x1, x0, [sp, #0x10] ;將sp偏移16個字節(jié)的值取出來,放入x1 和 x0
bl和ret指令
bl標(biāo)號
- 將下一條指令的地址放入lr(x30)寄存器
- 轉(zhuǎn)到標(biāo)號處執(zhí)行指令
ret
- 默認(rèn)使用lr(x30)寄存器的值,通過底層指令提示CPU此處作為下條指令地址!
ARM64平臺的特色指令,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)行時刻,會尋找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個寄存器里面的.如果超過8個參數(shù),就會入棧.
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!
8086寄存器總結(jié)
8086寄存器的基礎(chǔ)使用
基礎(chǔ)指令和寄存器
mov、int、call峭判、add开缎、sub 、push林螃、pop奕删、ret、ends疗认、[]
bp
ax完残、bx、cx横漏、dx
ah谨设、al、bh缎浇、bl扎拣、ch、cl素跺、dh二蓝、dl
sp、ip亡笑、
cs侣夷、ds、ss
sizeo()仑乌、
#//Dos系統(tǒng)命令
結(jié)束碼：$
中斷碼：int 21H （interrupt 中斷）
打印碼：mov ah,9h
循環(huán)： loop s
注意（現(xiàn)場保護）：IP突然增大又恢復(fù)百拓，肯定調(diào)用了函數(shù)，這是棧平衡晰甚。 用到局部變量（棧段）衙传，用push進去 一定要用 pop掉
即每次函數(shù)調(diào)用都有棧空間
bp：寄存器厕九，代替sp 到棧里尋址的
地址減：push 放數(shù)據(jù)蓖捶，向低地址
地址加：pop 拿數(shù)據(jù)， 向高地址
push扁远、pop 都是2個字節(jié) （8086是2個字俊鱼，64位是4個字節(jié)）
參數(shù)為什么放入棧里?
1、函數(shù)結(jié)束就釋放
2畅买、恢復(fù)棧平衡并闲，防止棧內(nèi)存溢出，保證函數(shù)調(diào)用前后的棧頂是一致的
1) 外平棧：由函數(shù)外部保持棧的平衡
2) 內(nèi)平棧：由函數(shù)內(nèi)部保持棧的平衡
提升椆刃撸空間帝火，保護寄存器
函數(shù)的調(diào)用流程
1、push參數(shù)（64位cpu 任性使用寄存器）
2、call指令調(diào)用（將下一條指令地址入棧）
3犀填、保護bp寄存器蠢壹，將sp賦值給bp
4、提升sp指針九巡，作為局部變量空間（sp 減去一個值）
5图贸、保護寄存器
6、業(yè)務(wù)邏輯
7比庄、恢復(fù)寄存器
8求妹、恢復(fù)sp、恢復(fù)bp （mov sp佳窑，bp 即：sp指向bp） （pop bp）
9、返回ret
