汇编002-函数本质(上)

上节回想

• 汇编概述
  • 运用助记符代替机器指令的一种编程言语
  • 汇编和机器指令一一对应的联络，拿到二进制能够反汇编
  • 由于汇编和CPU指令集是对应的，所以汇编不具备移植性
• 总线：是一堆导线的集结
  • 地址总线：越宽寻址才干越数组去重强
  • 数据总线：宽度抉择了CPU数据的吞吐量
  • 操控总线
• 进制
  • 任意进制都是由对应个数的符号组成的，符号能够自界说
  • 2/8/16是相对完美的进制，他函数调用中的参数太少们函数调用能够作为一个函数的形参之间的联络为
    • 3个2进制运用一个8进制标识
    • 4个2进制运用一个1函数调用句子6进制标识
    • 2个16进制位能够标识一个数组字节
  • 数量单位
    • 1024=1k; 1024k=1M; 1024M=1G
    • B:byte(字节) 1B=8bit
    • bit(比特):1个二进制位
  • 数据的宽度
    • 计算机中的数据是有宽度的，跨越了就会溢出
• 存放器:CPU为了性能，在内数组函数的使用办法部拓荒了一小块暂时存储区域
  • 浮点向量存放器
  • 反常状况存放器
  • 通用存放器：除了存储数据有的时分也有特别用途
    • ARM64具有32个6函数调用能够出现在表达式中吗4位的通用存放器x0-x30以及XZR（零存放器）
    • 为了兼容32位，所以ARM6函数调用4具有w0-w28WZR3函数调用能够作为一个函数的形参0个32位存放器
    • 32位存放器并不是独立存在的，比如w0是x0的低32位
  • PC存放器：指令指针存放器
    • PC存放器里边的值保存的就是CPU接下来需求实施的指令地址
    • 改动PC的值能够改动程序的实施流程
    • CPU实数组词行过的指令必定被PC存放器指向过

栈

栈是一种具有特别访问办法的存储空间(后进先出数组c言语，Last In First Out,LIFO)

问：上节课毕竟的比如进入死循环，那么死循环必定会构成溃散吗？？

状况一，每循环一次就会拉伸栈空间，当堆和栈碰头了往后会构成OOM（Out Of Memory）溃散

留心此刻称为堆栈溢出，没有单独的堆溢出和栈溢出，堆从低地址向函数调用的三种方法高地址延伸，栈空间从高地址向低地址延伸，系统给每个进程分配必定的虚拟空间，当系统内函数调用的一般方法存严峻或许进程自己的虚拟空间快用完时会以必定的策略抉择先杀死那些进程

.text
.global _A
_A:
s函数调用中的参数太少ub sp,sp,#0x20
stp x0,x1,[sp数组排序,#0x10]
ldp函数调用句子 x1,x0,[sp数组公式,#0x10]
bl _A
add sp,sp,#0x20      ;栈平衡
ret
_

状况二，每次循环都能栈平衡，那么就会一向实施，不会溃散

.text
.global _A函数调用句子
_A:
sub sp,sp,#0x20
stp x0,x1,[sp,#0x10]
ldp x1,x0,[sp,#0x10]
add sp,sp,#0x20        ;栈平衡
bl _A
ret
_

SP和FP存放函数调用能够作为一个函数的形参器

• SP存放器在任意时刻会保存咱们栈顶的地址
• FP存放器也称为x29存放器，在函数嵌套时利用它来保存函数调用能够出现在表达式中吗栈底的地址

ARM64初步，吊销32位的LDM、STM、PUSH、POP指令，取而代之的是LDR、LDP、STR、STP，ARM64里边，对栈的操作是16字节对齐的

函数调用函数调用能够出现在表达式中吗栈

栈地址是从高地址向底地址拓荒的，所以开数组的界说荒地址是对SP指针减sub，收回栈空间是对SP指针数组公式做加add，

sub sp,sp,#0x40           ;开数组荒了0x40(64字节)空间
stp x29,x函数调用中的参数太少30,[sp,#0x30]    ;x29/x30存放器入栈维护
a数组c言语dd x函数调用的一般方法29,x29,#0x30         ;x20(fp)存放器指向栈底的方位
...
ldp x29,x30,[sp,#0x30]    ;康复x20、x30存放器的值
add sp,sp,#0x40           ;栈平衡
ret

关于内存的读写指令

留心，读写数据都是往高地址读写，例如拓荒的32字节空间可是存储16字节的数据函数调用栈，那么先存储高地址的16字节

str(store register)指令

将数据从存放器中读出来，存到内存中

ldr(load register)指令

将数数组词据从内存中读出来，存到存放器中，此ldr和str函数调用进程的变种ldp和stp能够一起操作两个存放器，例如我想将x0存放器的值存储到栈空间能够这样写函数调用的三种方法

sub sp,sp数组排序,#0x10
s数组c言语tr x0,[sp]        ;将x0存放器的值存储到sp指向的栈空间
ldr x0,[sp]        ;将sp指向的栈上的值康复到x0存放器
add数组 sp,sp,#0x10

假定我想交流x0、x1两个存放器的值，可函数调用能够以这样写

sub sp,sp,#0x20
stp x0,x1,[sp,#0x10]    ;将x0、x1存放器函数调用能够出现在表达式中吗的值存储到sp指向的栈空间
ldp x1,x0,[sp,#0x10]    ;将sp指向的栈空间的值存储到x1、x0存放器上
add sp,sp,#0x10

• strstp、ldrldp是专门用来操作存放器和内存的指令
• 咱们拿到sp指针往后先拉伸栈空间，再操作栈空间

操练

咱们新建工程并新建文件命名为asm.s

.text
.glo函数调用能够作为一个函数的形参bal _A
_A:
sub sp,sp,#0x20
mov x0,#0xaaaa
mov x1,#0xbbbb
stp x0,x1,[s函数调用的一般方法p,#0x10]
ldp x1,x0,数组c言语[sp,#0x10]
add sp,sp,#0x20
ret

咱们单步实施之，此刻咱们行将拉伸栈空间，此刻sp = 0x000000016af函数调用3dc50

栈空间拉伸3函数调用能够作为一个函数的形参2字节之后sp = 0x000000016af3dc30

此刻函数调用栈咱们查看内存情函数调用进程况Debug -> Debug Workflow -> View Memory，那么这32字节就是咱们拉伸的栈空间

持续单步实施，咱们能够看到存放器x0和x1被赋值了

持续单步实数组公式行指令st数组指针p x0, x1, [sp, #0x10]能够看到存放器x0和x1的值现已被存储到栈空间上了

再次单步实施能够看到存放器x0和x1的值交流了

栈平衡

能够看到此刻栈上的值还在，栈平衡往后这就成了废物数据，下次拉伸栈的时分会将内存的值覆盖掉

bl和ret指令

bl指令

• 将下一条指令的地址放入lr（x30）存放器
• 转到标号处指令

bl有两层含义，一是修正lr函数调用能够作为一个函数的形参（x30）的值，另一个是跳转

ret指令

• 默认运用lr（x30）存放器的值，经过底层指令提示CPU此处数组的界说作为函数调用能够下条指令地址

ARM6函数调用中的参数太少4渠道的特征指令，它面向硬件做了优化处理

bl指令数组去重和ret指令是成对呈现的，当遇到bl指令的时分lr存储下一条指令数组的地址，直到遇到ret指令会触发lr存放器中的指令实数组行

操练

.text
.global _A,_B
_A:
sub sp,sp,#0x20
mov x0,#0xa
mov x1,#0xb
bl _B
add sp,sp,#0x20
ret
_B:
mov x0,#0xb
mov x1,#0xa
ret

咱们看到在遇到bl指令早年lr存放器和pc存放器存储的地址值是相同的

当遇函数调用句子到bl指令往后lr存放器的值就不再改动，直到遇到下一条bl指令或许ret指令，pc存放器的值依然指向行将实施的指令地址

再次遇到bl指令的之后lr的值发生了改动，保存了回来_A函数的地址

当遇到ret指令往后触发lr存放数组去重器中存储的指令

再次遇到ret指令依然会触发lr存放器中存储数组和链表的差异的指令，此刻问题就来了，lr跳转到_B函数往后保存了回来_A函数的地址，可是没有记录回来ViewDidLoad函数的地址，所以构成了死循环

一向循环

这就找到了上节中死循环的原因

保存回家的路(lr存放函数调用的三种方法器)

函数跳转联络为ViewDidLoad -&函数调用进程gt; _A -> _B

• ViewDidLoad -> _A时lr存放器保存函数调用的一般方法了回来ViewDidL函数调用的一般方法oad函数的地址
• _A -> _B时lr存放器保存了回来_A函数的地址
• _A <- _B时能够正常经过lr存放器保存的指令回来到_A函数
• ViewDidLoad <- _A此刻lr存放器依然存储的是回到_A函数的地址，所以构成死循环

解决方案就是当函数嵌套调数组排序用的时分数组保存一数组排序下回家函数调用的一般方法的路（lr存放器的值），那么咱们是不是能够保存在别的的存放器中函数调用能够作为一个函数的形参呢？？？这是不可的，谁也不确定存放器在之后的调用中会不会被运用到，所以咱们应该将lr存放器保存在当时函数的栈空间中，作为局部变量保存起来，咱们能够这样修正

.text
.global _A,_B
_A:
sub sp,sp,#0x20
stp x29,x30,[sp,#0x10]    ;保存x29数组和链表的差异,x30的值
mov x0,#0xa
mov x1,#0xb
bl _B
ldp x29,x30,[sp,#数组的界说0x10]    ;康复x29,x30的值
add sp,sp,#0x20
ret
_B:
mov x0,#0x函数调用中的参数太少b
mov x1,#0xa
ret

此刻lr保存的是回来_A函数的指令地数组c言语址

此刻从_A函数的栈中康复了lr存放器的值

遇到ret指令往后

能够正常回来ViewDidLoad函数，上节遗留的死循环问题解决

这两句指令能够优化为一行指令

    sub sp,sp,#0x20           ;拉伸栈空间
stp x29,x30,[sp,#0x10]    ;保存x29,x30的值

    stp x29,x30,[sp,#-0x20]!    ;拉伸栈空间并赋值

相同以下这两句指令能够优化为一行指令

    ldp x29,x函数调用能够30,[sp,#0x10]    ;康复x29,x30的值
add sp,sp,#0x20           ;栈平衡

    ldp x29,x30,[sp],#0x10    ;康复x29,x3数组的界说0的值并康复栈平衡

再次侧重一下对栈的操作是以16字节对齐的，紧记紧记

sub sp,s数组排序p,0x8
str x数组和链表的差异0,[sp]
ldr x0,[sp]      ;这是会出问题的
add sp,sp,0x8

lr和pc小结

经过以上操练咱们知道当没有遇到bl指令时lr存放器和pc存放器保存的都是行将实施的指令地址，可是遇到b函数调用l指令往后lr存放器的值就不数组初始化再改动，直到遇到ret指令或许另一条bl指令才会改动，lr存放器能够理解为函数嵌套调用时回来上一级函数的路径，pc存放器仅仅简略指向下一条行将实施的指令。函数调用中的参数太少
当函数只需一级嵌套时咱们不需求对lr存放器做操作函数调用能够，可是当函数多级嵌套时咱们就需求手动保存lr存放器的值，否则会构成死循环

带参数的函数

不会写没联络，写个高级函数看看系统怎么生成的

首先将参数保存在存放器w0,w1中

先将存放器w0,w1的值保存到栈上，再从栈上读取到存放函数调用器w8,w9上，对w8,w9做加法作用保存到w0，函数实施结束数组c言语，看起来很烦琐，这或许跟编译时没有编译优化又联络

那么咱们就能够这样完成一个带参数的函数

.text
.global _A
_A:
add x0,x0,x1
ret

实施作用没问题撒花拍手

ARM64下，函数的参数时存放在x0-x7（w0-w7）这8个存放器里边的，假定跨越8个参数就数组函数的使用办法会入栈，函数的回来值时存放数组排序在x0寄数组去重存器里边的数组词，假定8字节装函数调用能够出现在表达式中吗不下也会放在栈空间

为了功率考虑，咱们在写OC代码时参数总数最好不要跨越6个，由于函数自身有两个隐形参数s函数调用elf和selector，假定有必要跨越6个最好数组去重运用数组或许结构体指针