01-匯編基礎(chǔ)(1)

前言

從本篇文章開始,即將給大家分享關(guān)于iOS逆向安全攻防等相關(guān)的知識點(diǎn),在分析逆向之前,我們必須掌握關(guān)于匯編的相關(guān)的知識點(diǎn),作為逆向?qū)W習(xí)的一個準(zhǔn)備。這篇文章首先給大家講解一下匯編的一些基礎(chǔ)知識點(diǎn),希望大家能夠掌握。

一、初識匯編

1.1匯編發(fā)展史

我們先來看看匯編語言的發(fā)展史??

機(jī)器語言

機(jī)器語言 ?? 由0和1組成的機(jī)器指令。例如下面的指令??

  • 加:0100 0000
  • 減:0100 1000
  • 乘:1111 0111 1110 0000
  • 除:1111 0111 1111 0000

匯編語言

匯編語言稱作assembly language,使用助記符代替機(jī)器語言,例如??

  • 加:INC EAX 通過編譯器 0100 0000
  • 減:DEC EAX 通過編譯器 0100 1000
  • 乘:MUL EAX 通過編譯器 1111 0111 1110 0000
  • 除:DIV EAX 通過編譯器 1111 0111 1111 0000

那什么是助記符呢?你可以這么理解,助記符就是幫助我們(程序猿)將上面的加減乘除等指令翻譯成機(jī)器語言0和1的一些符號。

高級語言

接下來就是我們?nèi)粘i_發(fā)中使用的高級語言了,稱作High-level programming language。例如C\C++\Java\OC\Swift,它們是更加接近于人類的自然語言。??

  • 加:A+B 通過編譯器 0100 0000
  • 減:A-B 通過編譯器 0100 1000
  • 乘:A*B 通過編譯器 1111 0111 1110 0000
  • 除:A/B 通過編譯器 1111 0111 1111 0000

綜上所述,語言的一個發(fā)展過程大致就是??

機(jī)器語言0和1 -->助記符-->編譯器(負(fù)責(zé)讀取助記符)產(chǎn)生匯編-->高級語言(接近人類的自然語言)

補(bǔ)充:代碼執(zhí)行的過程

代碼執(zhí)行的過程如下圖??



上圖可知:

  1. 匯編與機(jī)器是一一對應(yīng),每一條機(jī)器指令都有與之對應(yīng)的匯編指令
    • 編譯:匯編語言可以通過編譯得到機(jī)器語言
    • 反編譯:機(jī)器語言可以通過反匯編得到匯編語言
  2. 高級語言可以通過編譯得到匯編語言 \ 機(jī)器語言,但匯編語言\機(jī)器語言幾乎不可能還原成高級語言

1.2匯編語言的特點(diǎn)

  • 可以直接訪問、控制各種硬件設(shè)備,比如存儲器、CPU等,能最大限度地發(fā)揮硬件的功能
  • 能夠不受編譯器的限制,對生成的二進(jìn)制代碼進(jìn)行完全的控制
  • 目標(biāo)代碼簡短,占用內(nèi)存少,執(zhí)行速度快
  • 匯編指令是機(jī)器指令的助記符,同機(jī)器指令一一對應(yīng)。每一種CPU都有自己的機(jī)器指令集\匯編指令集,所以匯編語言不具備可移植性
  • 知識點(diǎn)過多,開發(fā)者需要對CPU等硬件結(jié)構(gòu)有所了解,不易于編寫、調(diào)試、維護(hù)
  • 不區(qū)分大小寫,比如mov和MOV是一樣的
用途

再來安利一下,學(xué)習(xí)匯編語言能干啥????

  1. 編寫驅(qū)動程序、操作系統(tǒng)(比如Linux內(nèi)核的某些關(guān)鍵部分)
  2. 對性能要求極高的程序或者代碼片段,可與高級語言混合使用(內(nèi)聯(lián)匯編)
  3. 軟件安全
    • 病毒分析與防治
    • 逆向\加殼\脫殼\破解\外掛\免殺\加密解密\漏洞\黑客
  4. 理解整個計算機(jī)系統(tǒng)的最佳起點(diǎn)和最有效途徑
  5. 為編寫高效代碼打下基礎(chǔ)
  6. 弄清代碼的本質(zhì)

最后來句裝13的話

越底層越單純!真正的程序員都需要了解的一門非常重要的語言,匯編!

1.3匯編語言的種類

目前討論比較多的匯編語言有

  • 8086匯編(8086處理器是16bit的CPU)
  • Win32匯編
  • Win64匯編
  • ARM匯編(嵌入式、Mac、iOS)

我們iPhone里面用到的是ARM匯編??,但是不同的設(shè)備也有差異,因CPU的架構(gòu)不同。

架構(gòu) 設(shè)備
armv6 iPhone, iPhone2, iPhone3G, 第一代、第二代 iPod Touch
armv7 iPhone3GS, iPhone4, iPhone4S,iPad, iPad2, iPad3(The New iPad), iPad mini, iPod Touch 3G, iPod Touch4
armv7s iPhone5, iPhone5C, iPad4(iPad with Retina Display)
arm64 iPhone5S 以后 iPhoneX , iPad Air, iPad mini2以后

二、必要常識點(diǎn)

在學(xué)好匯編之前,首先需要了解CPU等硬件結(jié)構(gòu)

上圖是程序(APP)的執(zhí)行過程

  • 硬件相關(guān)最為重要是CPU/內(nèi)存
  • 在匯編中,大部分指令都是和CPU與內(nèi)存相關(guān)的
補(bǔ)充:鏡像文件

我們知道,在磁盤中我們的應(yīng)用程序被稱作可執(zhí)行文件,例如pc端的exe,iOS端的exc等,而這個可執(zhí)行文件被加載到內(nèi)存中就是鏡像文件了。鏡像文件其實(shí)和可執(zhí)行文件一模一樣的,因?yàn)槭菑拇疟Pcopy到內(nèi)存中,所以稱作鏡像。

2.1 總線

總線是什么?先看下圖??


上圖是蘋果A11的CPU芯片,每一個CPU芯片都有很多管腳,這些管腳總線相連,CPU通過總線外部器件進(jìn)行交互,所以總線是CPU與內(nèi)存之間的橋梁。

總線:是一根根導(dǎo)線的集合。

總線的分類

總線主要分為三類,如下圖所示??


  • 地址總線:CPU是通過地址總線來指定存儲單元的
  • 數(shù)據(jù)總線:CPU與內(nèi)存/其他部件之間的數(shù)據(jù)傳送通道
  • 控制總線:CPU通過控制總線對外部器件進(jìn)行控制
舉例說明

上圖是CPU從內(nèi)存的3號單元讀取數(shù)據(jù),大致過程是這樣的??

  1. CPU首先要找到內(nèi)存地址,才能讀寫內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。CPU通過地址總線,將3這個地址傳遞給內(nèi)存,即尋址到內(nèi)存的3號單元
  2. 需要操作3單元的數(shù)據(jù),還需要確定是還是。CPU通過控制總線告訴內(nèi)存需要進(jìn)行的操作,例如示例中的是;
  3. 內(nèi)存接收了CPU想要進(jìn)行的操作,將3號單元的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線傳遞給CPU。

至此,整個CPU和內(nèi)存交互的過程結(jié)束。

2.1.1地址總線

地址總線的寬度決定了尋址的能力
例如:8086的地址總線寬度是20,那么尋址能力就是2的20次方 = 1M(1048576),這是數(shù)量單位。

數(shù)量單位和數(shù)值單位的區(qū)別:

1M和1MB

  • 1M是數(shù)量單位,大小就是上面說的1048576。
  • 1MB是數(shù)值單位,例如 ?? 內(nèi)存的單位是B(byte字節(jié)),市面上賣的內(nèi)存條512MB,就是512x1024x1024字節(jié),每個字節(jié)占8bit大小的空間,即8位。

請看內(nèi)存條圖示??


2.1.2數(shù)據(jù)總線

數(shù)據(jù)總線的寬度決定了CPU的單次數(shù)據(jù)傳送量,也就是數(shù)據(jù)傳送速度。

  • 每條數(shù)據(jù)線一次只能傳輸一位二進(jìn)制數(shù)據(jù),例如 8根數(shù)據(jù)線一次可傳送一個8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)(即1個字節(jié)的數(shù)據(jù))
  • 數(shù)據(jù)總線是數(shù)據(jù)線數(shù)量之和

例如:8086的數(shù)據(jù)總線寬度是16,所以單次最大傳遞2個字節(jié)的數(shù)據(jù)。

吞吐量
還有一個名詞叫吞吐量,其實(shí)就是CPU的單次數(shù)據(jù)傳送的總量,和寬度是一個意思。

2.1.3控制總線
  • 控制總線的寬度決定了CPU對其他器件的控制能力,能有多少種控制,即CPU對外部器件的控制能力
  • 控制總線是控制線數(shù)量之和

2.2 內(nèi)存

上面分析總線的時候,提到了內(nèi)存,那么內(nèi)存究竟是如何與CPU以及其它設(shè)備進(jìn)行交互的呢?我們先來看看下面這張內(nèi)存物理結(jié)構(gòu)分布圖??



上圖可知??

  1. CPU是通過總線和其它硬件設(shè)備連接的
  2. 內(nèi)存有RAM主存儲器、RAM主存儲器(內(nèi)存條)

下圖是按照物理地址劃分的內(nèi)存,有主存儲器、顯存地址、顯卡地址、網(wǎng)卡地址

其中內(nèi)存中的低地址是給用戶用的,高地址是給系統(tǒng)用的??

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

  • 0x00000~0x9FFFF:主存儲器,可讀可寫
  • 0xA0000~0xBFFFF:向顯存中寫入數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)會被顯卡輸出到顯示器,可讀可寫
  • 0xC0000~0xFFFFF:存儲各種硬件/系統(tǒng)信息,只讀

2.3 進(jìn)制

我們最熟悉的進(jìn)制就是十進(jìn)制,接觸編程后,又知道了二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制等,具體的意思??

  • 八進(jìn)制由8個符號組成:0 1 2 3 4 5 6 7 逢八進(jìn)一
  • 十進(jìn)制由10個符號組成:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 逢十進(jìn)一
  • 以此類推:N進(jìn)制就是由N個符號組成: 逢N進(jìn)一

2.3.1學(xué)習(xí)進(jìn)制的障礙

很多人學(xué)不好進(jìn)制,原因是總以十進(jìn)制為依托去考慮其他進(jìn)制,需要運(yùn)算的時候也總是先轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制,這種學(xué)習(xí)方法是錯誤的!
為什么一定要轉(zhuǎn)換十進(jìn)制呢?僅僅是因?yàn)槲覀儗κM(jìn)制最熟悉,所以才轉(zhuǎn)換。

每一種進(jìn)制都是完美的,想學(xué)好進(jìn)制首先要忘掉十進(jìn)制,也要忘掉進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換!

練習(xí):1 + 1 在____情況下等于 3 ?

當(dāng)然有人會回答 ?? 在算錯的情況下等于3!哈哈!
我們拋開約定俗成的十進(jìn)制規(guī)則,重新定義10個符號,例如??

0 1 3 2 8 A B E S 7 逢十進(jìn)一

那么,此時1+1=3嗎?肯定YES!那么,這么做的目的何在呢?
傳統(tǒng)定義的十進(jìn)制和自定義的十進(jìn)制不一樣。如果我們不告訴別人這10個符號的表,別人是沒辦法拿到我們的具體數(shù)據(jù)的,所以這樣我們可以用自定義的符號表加密

綜上所述??

十進(jìn)制十個符號組成,逢十進(jìn)一,符號是可以自定義的??!

2.3.2進(jìn)制的運(yùn)算規(guī)則

做個練習(xí) ?? 八進(jìn)制運(yùn)算

2 + 3 = __ , 2 * 3 = __ ,4 + 5 = __ ,4 * 5 = __.
277 + 333 = __ , 276 * 54 = __ , 237 - 54 = __ , 234 / 4 = __ .

八進(jìn)制加法表

 0  1  2  3  4  5  6  7 
10 11 12 13 14 15 16 17
20 21 22 23 24 25 26 27
...

1+1 = 2                     
1+2 = 3   2+2 = 4               
1+3 = 4   2+3 = 5   3+3 = 6
1+4 = 5   2+4 = 6   3+4 = 7   4+4 = 10  
1+5 = 6   2+5 = 7   3+5 = 10  4+5 = 11  5+5 = 12
1+6 = 7   2+6 = 10  3+6 = 11  4+6 = 12  5+6 = 13  6+6 = 14
1+7 = 10  2+7 = 11  3+7 = 12  4+7 = 13  5+7 = 14  6+7 = 15  7+7 = 16

八進(jìn)制乘法表

0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 20 21 22 23 24 25 26 27...
1*1 = 1                     
1*2 = 2   2*2 = 4               
1*3 = 3   2*3 = 6   3*3 = 11    
1*4 = 4   2*4 = 10  3*4 = 14  4*4 = 20
1*5 = 5   2*5 = 12  3*5 = 17  4*5 = 24  5*5 = 31
1*6 = 6   2*6 = 14  3*6 = 22  4*6 = 30  5*6 = 36  6*6 = 44
1*7 = 7   2*7 = 16  3*7 = 25  4*7 = 34  5*7 = 43  6*7 = 52  7*7 = 61

實(shí)戰(zhàn):四則運(yùn)算

   277         236         276         234
+  333       -  54       *  54       /   4
--------    --------    --------    --------    

請大家算算!

2.3.3 二進(jìn)制的簡寫形式

       二進(jìn)制: 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0
三個二進(jìn)制一組: 101 110 111 100
       八進(jìn)制:   5   6   7   4
四個二進(jìn)制一組: 1011 1011 1100
     十六進(jìn)制:    b    b    c

使用二進(jìn)制從0寫到1111:0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
發(fā)現(xiàn)這樣使用二進(jìn)制太麻煩,所以將其改為更簡單一點(diǎn)的符號
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 這就是十六進(jìn)制了

2.4 數(shù)據(jù)的寬度

數(shù)學(xué)上的數(shù)字,是沒有大小限制的,可以無限的大。但在計算機(jī)中,由于受硬件的制約,數(shù)據(jù)都是有長度限制的(我們稱為數(shù)據(jù)寬度),超過最多寬度的數(shù)據(jù)會被丟棄。
示例??

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

int test(){
    int cTemp = 0x1FFFFFFFF;
    return cTemp;
}

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

斷點(diǎn)調(diào)試結(jié)果可見,cTemp溢出了。

也可以通過獲取的地址,然后在菜單欄選擇Debug --> Debug Workflow --> ViewMemory中輸入地址查看??

2.4.1計算機(jī)中常見的數(shù)據(jù)寬度

  • 位(Bit):1個位就是1個二進(jìn)制位,即0或1
  • 字節(jié)(Byte):1個字節(jié)由8個Bit組成,內(nèi)存中的最小單元Byte
  • 字(Word):1個字由兩個字節(jié)組成(16位),第2個字節(jié)分別稱為高字節(jié)和低字節(jié)
  • 雙字(DoubleWord):1個雙字由兩個字組成(32位)

那么計算機(jī)存儲數(shù)據(jù),它會分為有符號數(shù)無符號數(shù)。那么關(guān)于這個看下圖就理解了!??

  • 無符號數(shù),直接換算
  • 有符號數(shù),符號放在第1位,第1位是0即正數(shù),為1即負(fù)數(shù):
正數(shù):0 1 2 3 4 5 6 7
負(fù)數(shù):F E D B C A 9 8
表示:-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8
練習(xí)
  1. 現(xiàn)在有10進(jìn)制數(shù) 10個符號分別是:2,9,1,7,6,5,4, 8,3 , A 逢10進(jìn)1 那么: 123 + 234 = ____AA6

我們可以把自定義的十進(jìn)制寫出來,然后查表,逢十進(jìn)一,??

十進(jìn)制:    0  1  2  3  4  5  6  7  8  9
自定義:    2  9  1  7  6  5  4  8  3  A
         92 99 91 97 96 95 94 98 93 9A
         12 19 11 17 16 15 14 18 13 1A
         72 79 71 77 76 75 74 78 73 7A
         62 69 61 67 66 65 64 68 63 6A
         52 59 51 57 56 55 54 58 53 5A
         42 49 41 47 46 45 44 48 43 4A
         82 89 81 87 86 85 84 88 83 8A
         32 39 31 37 36 35 34 38 33 3A
         922

對照著常規(guī)的十進(jìn)制,做一個轉(zhuǎn)換,即可得出答案。

  1. 現(xiàn)在有9進(jìn)制數(shù) 9個符號分別是:2,9,1,7,6,5,4, 8,3 逢9進(jìn)1 那么: 123 + 234 = ____9926
    同理??
十進(jìn)制:    0  1  2  3  4  5  6  7  8  
自定義:    2  9  1  7  6  5  4  8  3  
         92 99 91 97 96 95 94 98 93 
         12 19 11 17 16 15 14 18 13 
         72 79 71 77 76 75 74 78 73 
         62 69 61 67 66 65 64 68 63 
         52 59 51 57 56 55 54 58 53 
         42 49 41 47 46 45 44 48 43 
         82 89 81 87 86 85 84 88 83 
         32 39 31 37 36 35 34 38 33 
         922

2.5 CPU&寄存器

內(nèi)部部件之間由總線連接??

CPU除了有控制器、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)的臨時存儲。

什么是寄存器?它的作用是什么???

CPU的運(yùn)算速度是非??斓?,為了性能CPU在內(nèi)部開辟一小塊臨時存儲區(qū)域,并在進(jìn)行運(yùn)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,運(yùn)算時就在這一小快臨時存儲區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。我們稱這一小塊臨時存儲區(qū)域?yàn)榧拇嫫鳌?/p>

對于arm64系的CPU來說, 如果寄存器以x開頭則表明的是一個64位的寄存器,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。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。注意下面2點(diǎn)??

  1. 對程序員來說,CPU中最主要部件是寄存器,可以通過改變寄存器的內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)對CPU的控制
  2. 不同的CPU,寄存器的個數(shù)、結(jié)構(gòu)是不相同的

2.5.1浮點(diǎn)和向量寄存器

因?yàn)楦↑c(diǎn)數(shù)的存儲以及其運(yùn)算的特殊性,CPU中專門提供浮點(diǎn)數(shù)寄存器來處理浮點(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

2.5.2通用寄存器

  • 通用寄存器也稱數(shù)據(jù)地址寄存器,通常用來做數(shù)據(jù)計算的臨時存儲、做累加、計數(shù)、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),在CPU中當(dāng)做一些常規(guī)變量來使用。
  • ARM64擁有32個64位的通用寄存器x0 到 x30,以及XZR(零寄存器),這些通用寄存器有時也有特定用途`。
    • 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!

注意:
了解過8086匯編的同學(xué)應(yīng)該知道,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。

通常,CPU會先將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存儲到通用寄存器中,然后再對通用寄存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算??聪旅媸纠??
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)果存儲到藍(lán)色內(nèi)存空間??

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

2.5.3pc寄存器(program counter)

  • pc寄存器也稱作指令指針寄存器,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)沒有任何區(qū)別,都是二進(jìn)制信息
  • CPU在工作的時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,那么它所在的內(nèi)存單元必然被pc指向
案例演示

下面通過一個例子來演示下pc寄存器的讀和寫,還是上面的溢出的例子??

注意:真機(jī)聯(lián)調(diào)!

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

int test(){
    int cTemp = 0x1FFFFFFFF;
    return cTemp;
}

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

運(yùn)行,demo中寄存器種類如下所示??

然后我們來看看匯編代碼??

pc寄存器調(diào)試

接下來我們嘗試調(diào)試下pc寄存器。首先在控制臺打印pc寄存器地址,指令??

register read pc

當(dāng)前pc寄存器的內(nèi)存地址是0x0000000100ac9520。按住control+Step into,走到下一步指令,繼續(xù)打印

pc寄存器的內(nèi)存地址是0x0000000100ac9524,再繼續(xù)??


pc寄存器的內(nèi)存地址是0x0000000100ac9528

所以,一條指令在內(nèi)存中占用4字節(jié)大小的空間。


除了pc寄存器地址外,當(dāng)然還可以

首先斷點(diǎn)端在第一行??

接著輸入寫的指令??

register write pc 0x10260151c

上圖中,register read pc 此時是讀不出來的,因?yàn)?code>斷點(diǎn)斷住了,如果step into,此時斷點(diǎn)斷在哪里???

最終通過驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),會斷在0x10260151c下一行,說明pc寄存器中執(zhí)行完成了0x10260151c這個地址對應(yīng)的指令,然后走到下一條指令,所以0x102601520中的指令是沒有執(zhí)行的。

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(yùn)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(yùn)行時,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.

2.5.4 bl指令

  • CPU從何處執(zhí)行指令是由pc中的內(nèi)容決定的,我們可以通過改變pc的內(nèi)容來控制CPU執(zhí)行目標(biāo)指令
  • ARM64提供了一個mov指令(傳送指令),可以用來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沒有提供這樣的功能
  • ARM64提供了另外的指令來修改PC的值,這些指令統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)移指令,最簡單的是bl指令
bl指令練習(xí)

現(xiàn)在有兩段代碼!假設(shè)程序先執(zhí)行A,請寫出指令執(zhí)行順序.最終寄存器x0的值是多少?

_A:
    mov x0,#0xa0
    mov x1,#0x00
    add x1, x0, #0x14
    mov x0,x1
    bl _B
    mov x0,#0x0
    ret

_B:
    add x0, x0, #0x10
    ret

我們直接上機(jī)實(shí)操。
首先將上面的匯編代碼寫到工程之中 ?? com+n --> empty --> asm.s(.s代表是匯編代碼文件)??

接著寫入?yún)R編代碼??

.text
.global _A,_B

_A:
    mov x0,#0xa0
    mov x1,#0x00
    add x1, x0, #0x14
    mov x0,x1
    bl _B
    mov x0,#0x0
    ret

_B:
    add x0, x0, #0x10
    ret

注意:需要聲明下面2行
.text
.global _A,_B

接著執(zhí)行 ?? 如何讓匯編代碼跑起來呢?

  1. 在你需要調(diào)用的地方,先聲明函數(shù)??(例如VC中)

cmd+b編譯,能成功!

  1. 在A()執(zhí)行處加斷點(diǎn),并執(zhí)行程序,開啟匯編調(diào)試??

上圖可見,進(jìn)入的匯編就是我們之前寫的_A函數(shù)匯編代碼!??????

調(diào)試匯編

接下來開始lldb調(diào)試,下面是一步步到0x0的過程??

首先執(zhí)行下一步,查看寄存器的值??

接著往下走??

再接下來走??

接著進(jìn)入函數(shù)B??(按住control鍵step into到B函數(shù))

接著往下執(zhí)行指令??

繼續(xù)往下執(zhí)行,回到了A函數(shù)??

再接著往下走,會發(fā)現(xiàn)在最后2條指令之間死循環(huán)了!why?請看下一篇!

總結(jié)

本篇文章開始帶大家了解了下匯編的發(fā)展史和特點(diǎn),然后探討了cpu和內(nèi)存及其他硬件,是通信總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換處理,最后重點(diǎn)示例分析了寄存器,帶大家通過lldb指令pc寄存器進(jìn)行讀和寫,以及bl指令的調(diào)試,希望大家能夠動手實(shí)操一遍,加深印象,感謝閱讀!

最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成,瀏覽時請結(jié)合常識與多方信息審慎甄別。
平臺聲明:文章內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))由作者上傳并發(fā)布,文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點(diǎn),簡書系信息發(fā)布平臺,僅提供信息存儲服務(wù)。

相關(guān)閱讀更多精彩內(nèi)容

友情鏈接更多精彩內(nèi)容