ARM 64中包含多種寄存器,下麵介紹一些常見的寄存器。 1 通用寄存器 ARM 64包含31個64bit寄存器,記為X0~X30。 每一個通用寄存器,它的低32bit都可以被訪問,記為W0~W30。 在這31個通用寄存器中,有2個寄存器比較特殊。 X29寄存器被作為棧幀寄存器,也被稱為FP(Fra ...
ARM 64
中包含多種寄存器,下麵介紹一些常見的寄存器。
1 通用寄存器
ARM 64
包含31
個64bit
寄存器,記為X0~X30
。
每一個通用寄存器,它的低32bit
都可以被訪問,記為W0~W30
。
在這31
個通用寄存器中,有2
個寄存器比較特殊。
X29
寄存器被作為棧幀寄存器,也被稱為FP(Frame Pointer Register)
。
X30
寄存器被作為函數返回地址寄存器,也被稱為LR(Link Register)
。
下麵從一個例子來看X29
寄存器與X30
寄存器的作用。
// ARMAssemble`-[ViewController viewDidLoad]:
0x104e94000 <+0>: sub sp, sp, #0x30
0x104e94004 <+4>: stp x29, x30, [sp, #0x20]
0x104e94008 <+8>: add x29, sp, #0x20
...
上面代碼是一個VC
viewDidLoad
彙編方法的開頭部分。
代碼第1
行將棧寄存器SP
的值減少0x30
,也就是開闢了0x30
的棧空間。
代碼第2
行將寄存器X29
與寄存器X30
存入(sp + 0x20)
指向的地址。
代碼第3
行將(SP + 0x20)
這個地址值寫入寄存器X29
,形成新的棧幀FP
。
從上圖可以看到新FP
存儲在寄存器X29
,而上一個棧幀FP
的值被存入到地址(SP + 0x20)
。這樣,隨著函數一層一層調用,棧幀也被串聯起來。
對於寄存器X30
,可以使用image lookup -a
命令查看其存儲的地址0x1c43df260
代表的含義:
(lldb) p/x $x30
(unsigned long) 0x00000001c43df260
(lldb) image lookup -a $x30
Address: UIKitCore[0x0000000189353260] (UIKitCore.__TEXT.__text + 3665488)
Summary: UIKitCore`-[UIViewController _sendViewDidLoadWithAppearanceProxyObjectTaggingEnabled] + 84
從輸出看到,這個地址位於函數-[UIViewController _sendViewDidLoadWithAppearanceProxyObjectTaggingEnabled]
中,正是這個函數調用了-[UIViewController viewDidLoad]
。寄存器X30
存儲的地址0x1c43df260
正是viewDidLoad
函數返回後,要執行的指令地址:
// UIKitCore`-[UIViewController _sendViewDidLoadWithAppearanceProxyObjectTaggingEnabled]:
...
0x1c43df25c <+80>: bl 0x18a7b7e80 ; objc_msgSend$viewDidLoad
// X30 的地址指向這行代碼
0x1c43df260 <+84>: mov x0, x19
上面代碼第1
行調用函數-[UIViewController viewDidLoad]
。
代碼第2
行就是函數-[UIViewController viewDidLoad]
返回後要執行的指令,其地址正好是0x1c43df260
。
2 SP
SP
是棧頂指針寄存器,類似Intel 64
中的RSP
寄存器。
3 PC
PC
寄存器存儲當前要執行的指令地址,類似Intel 64
中的RIP
寄存器。
// ARMAssemble`-[ViewController viewDidLoad]:
-> 0x104e94000 <+0>: sub sp, sp, #0x30
0x104e94004 <+4>: stp x29, x30, [sp, #0x20]
...
上面代碼第1
行,正要執行0x104e94000
地址處指令,列印寄存器PC
的值,也正好是0x104e94000
:
(lldb) p/x $PC
(unsigned long) 0x0000000104e94000
4 SIMD&FP 寄存器
SIMD
是單指令多數據的縮寫(Signle Instruction,Multiple Data
),FP
代表浮點數(Float Point
)。
SIMD&FP
寄存器有32
個,記為V0~V31
,每一個寄存器都是128bit
。
當訪問SIMD&FP
寄存器的全部128bit
時,它們也可以被記為Q0~Q31
。
當訪問SIMD&FP
寄存器的低64bit
時,它們被記為D0~D31
,此時也是被當成浮點數寄存器使用。
當訪問SIMD&FP
寄存器的低32bit
時,它們被記為S0~S31
。
當訪問SIMD&FP
寄存器的低16bit
時,它們被記為H0~H31
。
當訪問SIMD&FP
寄存器的低8bit
時,它們被記為B0~B31
。
如果一條指令包含寄存器Vn
,寄存器Vn
同時存儲比如4
個32bit
數據,這樣一條指令就包含了4
個數據,也就是所謂的單指令多數據SIMD
應用場景。
在矩陣運算中,常常能看到SIMD
的應用。
5 Z 寄存器
Z
寄存器也就是標量向量寄存器(Scalable Vector Register
)。
ARM 64
中有32
個Z
寄存器,Z
寄存器最低可以有128bit
,最高有2048bit
。具體長度有處理器實現決定。
如果Z
寄存器的長度是128bit
,那麼它其實就是一個SIMD&FP
寄存器。