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shug的笔记集合

AArch64

在AArch64（也称为ARM64）架构提供了一组更丰富的寄存器，相比于ARM32架构有更大的寄存器和更强大的功能。以下是ARM64架构中寄存器的详细介绍：

寄存器

通用寄存器

AArch64架构有31个64位通用寄存器（X0-X30）以及一个特殊的零寄存器（XZR）和程序计数器（PC）。

  1. X0-X30：这些寄存器用于存储数据、地址或中间结果。
    • X0-X7：通常用于函数调用的参数和返回值。
    • X8：通常用作间接结果寄存器（例如系统调用号）。
    • X9-X15：临时寄存器。
    • X16-X17：内部寄存器，用于特定目的（如跳转表）。
    • X18：平台寄存器（保留供平台使用）。
    • X19-X28：被调用者保存寄存器（callee-saved）。
    • X29：帧指针寄存器（FP）。
    • X30：链接寄存器（LR），存储返回地址。
  2. SP (Stack Pointer)：栈指针寄存器，用于指向当前栈的顶部。
  3. PC (Program Counter)：程序计数器，存储当前执行的指令的地址。
  4. XZR (Zero Register)：零寄存器，读取时返回0，写入时数据被丢弃。

状态寄存器

  • NZCV：包含N（负）、Z（零）、C（进位）和V（溢出）标志。
  • FPCR (Floating-Point Control Register)：浮点控制寄存器。
  • FPSR (Floating-Point Status Register)：浮点状态寄存器。

32位访问

每个64位寄存器都有对应的低32位部分，使用W0-W30表示。例如，X0的低32位可以用W0访问。

示例程序

以下是一个简单的AArch64汇编程序，演示如何使用这些寄存器计算两个数的和：

.section .data
val1: .word 5  ; 定义第一个数值
val2: .word 3  ; 定义第二个数值


.section .text
.global _start


_start:
    ldr x0, =val1    ; 加载val1的地址到x0
    ldr w1, [x0]     ; 加载val1的值到w1
    ldr x0, =val2    ; 加载val2的地址到x0
    ldr w2, [x0]     ; 加载val2的值到w2


    add w3, w1, w2   ; 将w1和w2的值相加，并存储到w3


    mov x8, #93      ; 系统调用号93（exit）
    mov x0, #0       ; 退出状态码0
    svc 0            ; 调用内核

常见指令示例

  • mov (move)：将一个值移动到寄存器。

    mov x0, #1    ; 将常数1加载到寄存器x0

  • add (add)：将两个寄存器的值相加，并将结果存储到目的寄存器。

    add x1, x0, #2  ; 将x0的值加上2，并存储到x1

  • sub (subtract)：将一个寄存器的值减去另一个寄存器的值。

    sub x2, x1, x0  ; 将x1的值减去x0的值，并存储到x2

  • ldr (load register)：从内存加载数据到寄存器。

    ldr x0, [x1]  ; 从x1指向的内存地址加载数据到x0

  • str (store register)：将寄存器的数据存储到内存。

    str x0, [x1]  ; 将x0的数据存储到x1指向的内存地址

  • b (branch)：无条件跳转到一个标签。

    b loop       ; 跳转到loop标签

  • bl (branch with link)：跳转到一个子程序，并将返回地址存储在lr寄存器中。

    bl subroutine  ; 跳转到subroutine子程序

  • br (branch to register)：跳转到寄存器地址，通常用于返回主程序。

    br x30        ; 从子程序返回，x30通常是lr

使用条件指令和状态寄存器

.section .data
val1: .word 5
val2: .word 3


.section .text
.global _start


_start:
    ldr x0, =val1
    ldr w1, [x0]
    ldr x0, =val2
    ldr w2, [x0]


    cmp w1, w2       ; 比较w1和w2
    b.eq equal       ; 如果相等，跳转到equal标签


    b.ne not_equal   ; 如果不等，跳转到not_equal标签


equal:
    mov w3, #0       ; 如果相等，设置w3为0
    b end            ; 跳转到end标签


not_equal:
    mov w3, #1       ; 如果不等，设置w3为1


end:
    mov x8, #93      ; 系统调用号93（exit）
    mov x0, #0       ; 退出状态码0
    svc 0

这个程序比较两个数值，并根据比较结果设置寄存器W3。条件跳转指令（B.EQ和B.NE）会根据NZCV标志位决定是否跳转。

指令

AArch64（也称为ARM64）架构提供了一组丰富而强大的指令集，用于64位处理器。以下是一些常用的AArch64汇编指令及其详细讲解。

数据处理指令

MOV (Move)

将一个值从一个寄存器或立即数加载到目标寄存器中。

mov x0, #1    ; 将常数1加载到寄存器x0
mov x1, x0    ; 将寄存器x0的值加载到寄存器x1

ADD (Add)

将两个寄存器或一个寄存器和一个立即数的值相加，并将结果存储到目标寄存器中。

add x0, x1, x2  ; 将x1和x2的值相加，并存储到x0
add x0, x1, #10 ; 将x1和10相加，并存储到x0

SUB (Subtract)

将一个寄存器的值减去另一个寄存器或立即数的值，并将结果存储到目标寄存器中。

sub x0, x1, x2  ; 将x1的值减去x2的值，并存储到x0
sub x0, x1, #10 ; 将x1的值减去10，并存储到x0

MUL (Multiply)

将两个寄存器的值相乘，并将结果存储到目标寄存器中。

mul x0, x1, x2 ; 将x1和x2的值相乘，并存储到x0

数据传输指令

LDR (Load Register)

从内存中加载数据到寄存器。

ldr x0, [x1]     ; 从x1指向的内存地址加载数据到x0
ldr x0, [x1, #4] ; 从x1指向的内存地址偏移4字节处加载数据到x0

STR (Store Register)

将寄存器中的数据存储到内存。

str x0, [x1]     ; 将x0的数据存储到x1指向的内存地址
str x0, [x1, #4] ; 将x0的数据存储到x1指向的内存地址偏移4字节处

逻辑指令

AND

将两个寄存器的值进行按位与操作，并将结果存储到目标寄存器中。

and x0, x1, x2 ; 将x1和x2的值进行按位与操作，并存储到x0

ORR

将两个寄存器的值进行按位或操作，并将结果存储到目标寄存器中。

orr x0, x1, x2 ; 将x1和x2的值进行按位或操作，并存储到x0

EOR (Exclusive OR)

将两个寄存器的值进行按位异或操作，并将结果存储到目标寄存器中。

eor x0, x1, x2 ; 将x1和x2的值进行按位异或操作，并存储到x0

BIC (Bit Clear)

将一个寄存器的值与另一个寄存器的按位反值进行按位与操作，并将结果存储到目标寄存器中。

bic x0, x1, x2 ; 将x1和x2按位反值进行按位与操作，并存储到x0

控制流指令

B (Branch)

无条件跳转到指定的标签。

b loop ; 跳转到loop标签

跳转到子程序，并将返回地址存储在LR寄存器中。

bl subroutine ; 跳转到subroutine子程序

BR (Branch to Register)

跳转到寄存器地址，通常用于从子程序返回。

br x30 ; 从子程序返回，x30通常是lr

条件执行指令

AArch64汇编指令可以根据条件码有选择地执行，条件码包括：

  • EQ：等于（Zero flag设置）
  • NE：不等于（Zero flag清除）
  • GT：大于（Signed）
  • LT：小于（Signed）
  • GE：大于等于（Signed）
  • LE：小于等于（Signed）

BEQ (Branch if Equal)

当条件码为EQ时跳转。

beq equal_label ; 当等于时跳转到equal_label

BNE (Branch if Not Equal)

当条件码为NE时跳转。

bne not_equal_label ; 当不等于时跳转到not_equal_label

示例程序

以下是一个简单的AArch64汇编程序，计算两个数的和，并根据结果设置条件跳转：

.section .data
val1: .word 5
val2: .word 3


.section .text
.global _start


_start:
    ldr x0, =val1
    ldr w1, [x0]
    ldr x0, =val2
    ldr w2, [x0]


    add w3, w1, w2   ; 将w1和w2的值相加，并存储到w3


    cmp w3, #8       ; 比较w3和8
    b.eq equal       ; 如果相等，跳转到equal标签


    b.ne not_equal   ; 如果不等，跳转到not_equal标签


equal:
    mov w4, #1       ; 如果相等，设置w4为1
    b end            ; 跳转到end标签


not_equal:
    mov w4, #0       ; 如果不等，设置w4为0


end:
    mov x8, #93      ; 系统调用号93（exit）
    mov x0, #0       ; 退出状态码0
    svc 0            ; 调用内核