如何阅读ARM64汇编语言
ARM64是一款计算机建筑竞争与流行的英特尔X86-64架构竞争，桌面，笔记本电脑等CPUS架构。 ARM64在Mobilebhones 1中很常见，以及基于格格的Amazonec2实例和大量的Ballyhooed Apple M1芯片，所以知道它可能是有用的！事实上，由于iPhone，我几乎与ARM64比X86-64更多的时间花了更多的时间。
这篇文章是我上一篇文章的替代版本如何readassemblylanguage。 ITWalk通过相同的例子，显示ARM64组装instead。背景内容，如指令的解释，并且还为您的阅读方便重新选择。
汇编语言的基本单位是指令。每Machine指令是一个小的操作，如添加两个数字，从内存加载一些数据，跳到另一个内存位置（如可被可被可怕的GoTostatatatatistating），或者从函数调用或返回。与X86-64不同，每个ARM64指令始于4个字节，因此您可以通过计算指令来告诉Howmuch Memory一块ARM64代码。
我们的第一个玩具示例将让我们熟悉简单的结构。它只计算2D载体的规范的正方形：
#include＆lt; cstdint＆gt; struct vec2 {int64_t x; Int64_t y;}; int64_t nammsquared（vec2 v）{return v.x * v.x + v.y * v.y;}
第一个指令，MUL X8，X1，X1，执行倍增。 Unligethe X86-64汇编语法我们以前使用过，目标操作数在左边。此MUL指令将X1的内容平方分，并将结果分为X8。
接下来，我们有Madd x0，x0，x0，x8。 “乘法添加”的Maddstands：IT方块X0，添加X8，并在X0中存储Theresult。
让我们简短地解释我们在我们的申请中看到的寄存器是什么。寄存器是“汇编”的“变量”。与您最喜欢的编程语言（可能）中的变量不同，它们有一个有限数量，它们有标准化名，我们将谈论的是最多64位的Inlize。 ARM64具有31个名为X0至X30的通用寄存器。要引用其较低的32位而不是完整的64位，Wecan通过W30写入W2。还有一个专用SP（StackPointer）寄存器。核心寄存器名称的FullDocumation是在ARM'SPETE上。
#include＆lt; cstdint＆gt; struct vec2 {int64_t x; int64_t y; void debugpretter（）const;}; int64_t normsquared（vec2 v）{v.debugpretp（）;返回v.x * v.x + v.y * v.y;}
SUB SP，SP，＃32 STP X29，X30，[SP，＃16]添加X29，SP，＃16 STP X0，X1，[SP] MOV X0，SP BL VEC2 :: Debugpretter（）Const LDP X8，X9， [sp] ldp x29，x30，[sp，＃16] mul x8，x8，x8 madd x0，x9，x9，x8添加sp，sp，＃32 ret
我们用一个新的寄存器开始：sp。与x86-64上的％rsp一样，它是“堆栈指针”，用于维护Collstack。它指向堆栈的斑点，其增长“向下”（朝向下地址）ONARM64。因此，我们的SUP，SP，＃32指令是通过从StackPointer中减去堆栈上的四个64位整数的空间。接下来，STP X29，X30，[SP，＃16]存储Apairof寄存器：它正在保存旧帧指针（x29）和linkregister（x30 - 它包含返回地址，正如我们在下面的返回地址）在堆栈启动在地址SP + 16.（方形括号Denote一个内存访问。）我们计算使用AddX29，SP，＃16的新帧指针;需要指向先前保存的帧指针堆栈指针。这结束了3指导功能。
然后，以下STP X0，X1，[SP]指令将第一个第二参数存储到NARMSQUARED，它是V.X和V.Y，TOTEE Stack，有效地在地址SP中创建V的内存中的v副本。接下来，我们将指针与MovX0，SP中的X0中的v副本置于X0中，并使用BL调用Vec2 :: debugprett（）const。 BL是“分支与链接”的“分支”的主题，它与X86-64呼叫指令略有不同：而不是将返回地址推到堆栈上，它将其保存为InRegister X30，也称为链接寄存器或LR。
在Debugprint返回之后，我们从堆栈中加载v.x和v.y的r8和r9。 wealso恢复帧指针和stackpointer的旧值。然后，我们与前一个例子有相同的MUL和MADD指令。最后，我们添加了SP，SP，＃32清除我们在函数开始时分配的32字节的堆栈空间（称为函数模糊;我包括旧框架指针和堆栈指针的负载发生在发生之前MUL＆amp; Madd）然后用RET返回呼叫者。
现在，让我们看看一个不同的例子。假设我们想要打印uppercased C字符串，我们希望避免堆分配串。 2我们可能会写一些东西如下：
#include＆lt; cstdio＆gt; #include＆lt; cstring＆gt; #include＆lt;记忆＆gt; void copyuppercase（char * dest，const char * src）; constexpr size_t max_stack_array_size = 1024; void printuppercase（const char * s）{auto ssize = strlen; if（ssize＆lt; max_stack_array_size）{char temp [ssize + 1]; CopyUppercase（TEMP，S）;放（TEMP）; } else {// std :: make_unique_for_overwrite在godbolt上缺少。 std :: unique_ptr＆lt; char []＆gt; TEMP（新的CHAR [SSIZE + 1]）; CopyUppercase（Temp.get（），s）; puts（temp.get（））; }}
STP X29，X30，[SP，＃-48]！ // 16字节折叠溢出STR X21，[SP，＃16] // 8字节折叠溢出STP X20，X19，[SP，＃32] // 16字节折叠溢出X29，SP MOV X19，X0 BL strlen cmp x0，＃1024 // = 1024添加x0，x0，＃1 // = 1 b.hi .lbb0_2添加x9，x0，＃15 // = 15 mov x8，sp和x9，x9，＃0xffffffffffffff0 sub x20 ，x8，x9 mov x21，sp mov sp，x20 mov x0，x20 mov x1，x19 bl compyuppercase（char *，char const *）mov x0，x20 bl put sp，x21 mov sp，x29 ldp x20，x19，[ SP，＃32] // 16字节折叠重新加载LDR X21，[SP，＃16] // 8字节折叠重新加载LDP X29，X30，[SP]，＃48 // 16字节折叠重新加载RET.LBB0_2： BL操作员新[]（unsigned long）mov x1，x19 mov x20，x0 bl copyuppercase（char *，char const *）mov x0，x20 bl Puts mov x0，x20 mov sp，x29 ldp x20，x19，[sp，＃ 32] // 16字节折叠重新加载LDR X21，[SP，＃16] // 8字节折叠重新加载LDP X29，X30，[SP]，＃48 // 16字节折叠重载B算子删除[]（void *）
我们的功能序幕已经更长了，我们也有一些新的纽约尔流指令。让我们仔细看看ThePrologue：
STP X29，X30，[SP，＃-48]！ // 16字节折叠溢出str x21，[sp，＃16] // 8字节折叠溢出stp x20，x19，[sp，＃32] // 16字节折叠溢出溢出x29，sp
正如我们之前所看到的那样，我们正在将旧框架指针和stackpointer保存到堆栈中。但是，我们正在使用MoreComplicated Store指令执行它：STP X29，X30，[SP，＃-48]！叮叮当当。首先，它将X29和X30存储到地址SP -48。其次，它更新了与同一SP-48值的堆栈指针（这就是感叹号的东西;它是ARM'SDocumentation中描述的“indexAddressing模式”）。
接下来，我们将x21，x20和x19保存到堆栈;我们将使用HOMELLATER，我们需要保留其当前值（换句话说，它们是“Callee保存的”寄存器）。最后，我们在x29中设置了newframe指针。
（顺便说一下，编译器生成的评论中的术语“泄漏”只是意味着我们正在将寄存器保存到堆栈中。）
mov x19，x0 bl strlen cmp x0，＃1024 // = 1024添加x0，x0，＃1 // = 1 b.hi .lbb0_2
我们在x19中保存我们的参数，s（存储在x0中），并在我们之前看到的BL调用strlen。当strlenreturns时，我们将导致1024与我们的IF语句中的第一步进行比较。 thisssets the nzcvregister accorting to charemsion的结果，然后是b.hi .lbb0_2 branchesto .lbb0_2如果事实证明x0 or orephan 1024.因为我们的if语句的两个分支都关心ssize + 1而不是ssize，我们添加了在分支之前1到x0（ssize存储ssize）。通常，在汇编条件跳转指令中实现了更高级别的控制流原始电源仪，如果/ else语句和循环。
让我们首先看看X0＆lt; = 1024的路径，从而拍摄.LBB0_2的分支。我们有一个斑派在堆栈上创建Char Temp [SSIZE + 1]的说明：
添加x9，x0，＃15 // = 15 mov x8，sp和x9，x9，＃0xfffffffffffffff0 sub x20，x8，x9 mov x21，sp mov sp，x20
我们加入15到x0并将结果放在x9中。然后，我们掩盖了X9的X9的1位。在一起，这两个操作将Targetarray大小舍入到X9中的下一个倍数为16。然后，从堆栈指针WeSubTract阵列大小将旧的StackPointer值保存到x21 4中，并设置堆栈指针值。
mov x0，x20 mov x1，x19 bl compyuppercase（char *，char const *）mov x0，x20 bl puts
MOV SP，X21 MOV SP，X29 LDP X20，X19，[SP，＃32] // 16字节折叠重新加载LDR X21，[SP，＃16] // 8字节折叠重新加载LDP X29，X30，[SP] ，＃48 // 16字节折叠重新加载RET
我们使用Framepointer的值恢复堆栈指针。然后，我们加载我们以前保存到thestack的寄存器。在这里，我们已经看到了一个新的“索引后”添加模式：LDP X29，X30，[SP]，＃48，将X29和X30加载到堆栈指针的当前值，然后将48加载到之后。最后，Wereturn控制到我们的来电者，我们完成了。
接下来，让我们来看看x0＆gt的路径; 1024和我们分支到.lbb0_2在堆上分配我们的数组。这条道路是Morestraightforward。我们调用操作员New []，将结果（返回x0）保存到x20中，然后调用CopyUppercase并按照以前放置。我们为这种情况进行了一个单独的函数脱节，它看起来是一个bitDifferent：
MOV X0，X20 MOV SP，X29 LDP X20，X19，[SP，＃32] // 16字节折叠重新加载LDR X21，[SP，＃16] // 8字节折叠重新加载LDP X29，X30，[SP] ，＃48 // 16字节折叠重新加载B运算符删除[]（void *）
FORST MOV将X0设置为我们之前保存的HeaP-AllocatedAray的指针。与其他函数ePilogue一样，WetheN还原堆栈指针，加载保存的寄存器，并通过添加48个字节来加载48个字节。最后，我们有一个新的说明：boperator删除[]（void *）。 b（对于“分支”）就像转到：Ittransfers控制给定的标签或功能。与BL不同，它不保存未来RET的返回地址。因此，当OperatorDelete []返回时，它将转移到PrintupPercase的来电者。从本质上讲，我们将BL与Opreator Delete []组合使用我们自己的RET。这称为尾部CallOptimization。
汇编语言可以追溯到19世纪40年代末期，所以有很多资源来学习它。就个人而言，MyFirst对汇编语言的介绍在EECS 370：我的母校大学母校的计算机组织级课程介绍。不幸的是，大多数课程材料与该网站上的课程都不公开。以下是伯克利（CS61C），Carnegie Mellon（15-213），斯坦福（CS107）和麻省理工学院（6.004）的相应“计算机如何真正工作”课程。 （佩带我知道我是否建议了任何Thseschools的错误课程！）NAND还似乎似乎类似的材料，项目和书籍章节自由提供。
我的第一次实际接触ARM64组件，特别是易于剥离iPhone开发。我已经知道总之单的大学曝光中的普遍方式，所以我每天都开始犹豫不决“ARM64 LDP指令”（或其他任何其他指示）并阅读它所做的。随着时间的推移，我记得我患有了什么，并没有再来谷歌。
如果您希望ARM64组装的技术演练，还可以在ARM'Swebsite上“学习架构”指南。它可能会知道架构的官方名称正处于AARCH64，但“ARM64”似乎更常见。
还要假设我们没有东西isplike absl :: filedarrayavailable。 我不想进一步复杂化这个例子。 [返回] 我用-fno-fexections构建，以通过删除异常清理路径来简化示例。 它似乎在尾呼叫后似乎可能会令人困惑。 [返回] 就像我们在本文的X86-64版本一样，我认为不需要这个MOVX21，SP。 在我们移动SP，X21之前，不会再次使用X21，但是该指令紧接在MOV SP，X19，X19，覆盖SP。 我认为我们可以通过删除往返x21来改善Thecode。 [返回]
