匯編語(yǔ)言的種類

• 目前討論比較多的匯編語(yǔ)言有：
  • 8086 匯編（8086處理器是16bit 的 CPU）
  • Win32 匯編
  • Win64 匯編
  • ARM 匯編

必要常識(shí)：

• 首先了解 CPU 等硬件結(jié)構(gòu)

• APP/程序的執(zhí)行過(guò)程
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• 硬件相關(guān)的最為重要的是 CPU 和內(nèi)存
• 匯編中，大部分指令都是和 CPU、內(nèi)存相關(guān)的

總線

CPU正面-A11處理器

CPU背面-管腳

• 每一個(gè) CPU 芯片都有許多管腳，這些管腳和總線相連，CPU 通過(guò)總線跟外部器件進(jìn)行交互
• 總線：一根根導(dǎo)線的集合
• 總線的分類：
  • 地址總線-
    • 它的寬度決定了 CPU 的尋址能力
    • 8086的地址總線寬度是20，所以尋址能力是1M（2^20）
  • 數(shù)據(jù)總線
    • 它的寬度決定了 CPU 的單次數(shù)據(jù)傳送量，也就是數(shù)據(jù)傳送速度
    • 8086的數(shù)據(jù)總線寬度為16，所以單詞最大傳遞2個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)
  • 控制總線

    • 它的寬度決定了 CPU 對(duì)其他器件的控制能力、能有多少種控制

      
      

內(nèi)存

各類存儲(chǔ)區(qū)的邏輯連接

各類存儲(chǔ)器的邏輯連接-物理地址對(duì)應(yīng)圖

各類存儲(chǔ)器的物理地址情況

• 內(nèi)存地址空間的大小受CPU地址總線寬度的限制。8086的地址總線寬度為20，可以定位2^20個(gè)不同的內(nèi)存單元（內(nèi)存地址范圍0x00000~0xFFFFF），所以8086的內(nèi)存空間大小為1MB

• 0x00000~0x9FFFF：主存儲(chǔ)器?？勺x可寫(xiě)

• 0xA0000~0xBFFFF：向顯存中寫(xiě)入數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)會(huì)被顯卡輸出到顯示器?？勺x可寫(xiě)

• 0xC0000~0xFFFFF：存儲(chǔ)各種硬件\系統(tǒng)信息。只讀

數(shù)據(jù)的寬度

數(shù)學(xué)上的數(shù)字，是沒(méi)有大小限制的，可以無(wú)限的大。但在計(jì)算機(jī)中，由于受硬件的制約，數(shù)據(jù)都是有長(zhǎng)度限制的（我們稱為數(shù)據(jù)寬度），超過(guò)最多寬度的數(shù)據(jù)會(huì)被丟棄。

#import <UIKit/UIKit.h>
#import "AppDelegate.h"

int test() {
    int temp = 0x1ffffffff;
    return temp;
}

int main(int argc, char * argv[]) {
    printf("%x\n", test());
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    }
}

計(jì)算機(jī)中常見(jiàn)的數(shù)據(jù)寬度

• 位(Bit): 1個(gè)位就是1個(gè)二進(jìn)制位.0或者1
• 字節(jié)(Byte): 1個(gè)字節(jié)由8個(gè)Bit組成(8位).內(nèi)存中的最小單元Byte.
• 字(Word): 1個(gè)字由2個(gè)字節(jié)組成(16位),這2個(gè)字節(jié)分別稱為高字節(jié)和低字節(jié).
• 雙字(Doubleword): 1個(gè)雙字由兩個(gè)字組成(32位)

寄存器

內(nèi)部部件之間由總線連接

• 對(duì)程序員來(lái)說(shuō)，CPU中最主要部件是寄存器，可以通過(guò)改變寄存器的內(nèi)容來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)CPU的控制
• 不同的CPU，寄存器的個(gè)數(shù)、結(jié)構(gòu)是不相同的

通用寄存器

• ARM64擁有有31個(gè)64位的通用寄存器 x0 到 x30,這些寄存器通常用來(lái)存放一般性的數(shù)據(jù)，稱為通用寄存器（有時(shí)也有特定用途）
  • 那么w0 到 w28 這些是32位的. 因?yàn)?4位CPU可以兼容32位.所以可以只使用64位寄存器的低32位

  • 比如 w0 就是 x0的低32位

    
    
• 通常，CPU會(huì)先將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到通用寄存器中，然后再對(duì)通用寄存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算

• 假設(shè)內(nèi)存中有塊紅色內(nèi)存空間的值是3，現(xiàn)在想把它的值加1，并將結(jié)果存儲(chǔ)到藍(lán)色內(nèi)存空間

  
  
  • CPU首先會(huì)將紅色內(nèi)存空間的值放到X0寄存器中：mov X0,紅色內(nèi)存空間
  • 然后讓X0寄存器與1相加：add X0,1
  • 最后將值賦值給內(nèi)存空間：mov 藍(lán)色內(nèi)存空間,X0

pc寄存器(program counter)

• 為指令指針寄存器，它指示了CPU當(dāng)前要讀取指令的地址
• 在內(nèi)存或者磁盤上，指令和數(shù)據(jù)沒(méi)有任何區(qū)別，都是二進(jìn)制信息
• CPU在工作的時(shí)候把有的信息看做指令，有的信息看做數(shù)據(jù)，為同樣的信息賦予了不同的意義
  • 比如 1110 0000 0000 0011 0000 1000 1010 1010
  • 可以當(dāng)做數(shù)據(jù) 0xE003008AA
  • 也可以當(dāng)做指令 mov x0, x8
• CPU根據(jù)什么將內(nèi)存中的信息看做指令？
  • CPU將pc指向的內(nèi)存單元的內(nèi)容看做指令
  • 如果內(nèi)存中的某段內(nèi)容曾被CPU執(zhí)行過(guò)，那么它所在的內(nèi)存單元必然被pc指向過(guò)

bl指令

• CPU從何處執(zhí)行指令是由pc中的內(nèi)容決定的，我們可以通過(guò)改變pc的內(nèi)容來(lái)控制CPU執(zhí)行目標(biāo)指令
• ARM64提供了一個(gè)mov指令（傳送指令），可以用來(lái)修改大部分寄存器的值，比如

mov x0,#10、mov x1,#20

• 但是，mov指令不能用于設(shè)置pc的值，ARM64沒(méi)有提供這樣的功能
• ARM64提供了另外的指令來(lái)修改pc的值，這些指令統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)移指令，最簡(jiǎn)單的是bl指令