ARM 汇编指令

blr指令的基本概念和用途

  • 在 ARM64 汇编中,blr是 "Branch with Link to Register" 的缩写。它是一种分支指令,主要用于跳转到一个由寄存器指定的地址,并将返回地址保存到链接寄存器(Link Register,LR)中。这个指令在函数调用过程中起到关键作用,类似于高级语言中的函数调用机制。

  • 指令格式通常为blr <Xn>,其中<Xn>是一个通用寄存器,它包含了要跳转到的目标函数或代码块的地址。当执行blr指令时,程序流程会跳转到<Xn>寄存器所指向的地址,并且会把当前指令的下一条指令地址(也就是返回地址)存入 LR 寄存器,以便在被调用的函数或代码块执行完毕后能够正确地返回到调用点。

  • blr指令在函数调用中的作用机制

    • 函数调用示例:假设我们有一个主函数和一个被调用的子函数。在主函数中,我们要调用子函数,并且在 ARM64 汇编中实现这个过程。

      ; 主函数部分
      mov x0, #10 ; 假设设置一个参数,将10存入x0寄存器
      adrp x1, my_sub_function ; 获取子函数地址所在页面的基地址,存入x1
      add x1, x1, #:lo12:my_sub_function ; 计算子函数的确切地址,存入x1
      blr x1 ; 跳转到子函数,将返回地址存入LR寄存器

      ; 子函数部分(my_sub_function)
      ; 子函数可以从x0寄存器获取参数进行操作
      ;...子函数的具体操作...
      ret ; 子函数执行完毕,通过ret指令返回,ret指令会从LR寄存器获取返回地址并跳转

  • 在这个示例中,blr指令实现了从主函数跳转到子函数的操作。在跳转到子函数之前,参数可以通过寄存器(如x0)传递给子函数。当blr指令执行时,它会将主函数中blr指令的下一条指令地址存入 LR 寄存器。子函数执行完后,通过ret指令返回,ret指令会自动从 LR 寄存器中获取返回地址并跳转到主函数的相应位置,从而实现函数调用和返回的完整流程。

  • 与其他指令的对比和关联

    • b指令的对比b(分支)指令是一种简单的无条件跳转指令,它只是跳转到一个指定的地址,不会保存返回地址。而blr指令在跳转的同时保存返回地址,这使得它适用于函数调用场景。例如,b my_label只是简单地跳转到my_label标记的位置,而blr指令则用于调用一个函数或代码块,并且能够确保正确返回。
    • blr相关的指令ret指令与blr指令紧密相关。ret指令用于从一个被调用的函数或代码块返回,它的操作是从 LR 寄存器获取返回地址并跳转。在函数调用的整个过程中,blrret指令协同工作,实现了类似于高级语言中函数调用和返回的功能。另外,在设置目标地址时,adrpadd指令常常与blr指令配合使用,用于准确地定位要跳转到的函数或代码块的地址,就像前面示例中展示的那样。

str指令的基本概念

  • 在 ARM64 汇编中,str是存储(Store)指令。它的主要作用是将一个寄存器中的数据存储到内存中。ARM64 架构采用了加载 / 存储(Load/Store)架构,这意味着数据的处理和存储是分开的操作,str指令用于完成存储这一环节。

  • 指令格式通常为str <register>, [<address>],其中<register>是要存储数据的寄存器,<address>是数据存储的目标内存地址。这个内存地址可以是一个寄存器(里面存放着实际的内存地址),也可以是一个通过某种寻址方式计算出来的内存地址表达式。

  • 简单示例及说明

    • 假设我们有一个寄存器x0,里面存放着一个 32 位的数据,我们想要把这个数据存储到内存地址为0x1000的位置。可以使用以下指令:

      ldr x1, =0x1000 ; 将内存地址0x1000加载到寄存器x1中
      str x0, [x1] ; 将寄存器x0中的数据存储到x1所指向的内存地址(0x1000)

  • 在这个例子中,首先通过ldr指令(加载指令)将内存地址0x1000加载到x1寄存器中。然后使用str指令,将x0寄存器中的数据存储到x1所指向的内存位置。

  • 寻址方式与str指令的结合

  • 寄存器间接寻址 :这是一种常见的寻址方式。例如,str x0, [x1]就是寄存器间接寻址,内存地址由x1寄存器的值确定。这种方式很灵活,因为x1的值可以在程序运行过程中动态改变,从而可以将数据存储到不同的内存位置。

  • 基址加偏移量寻址 :ARM64 还支持基址加偏移量的寻址方式。例如,str x0, [x1, #8]表示将x0中的数据存储到x1寄存器所指向的内存地址再加上偏移量8字节后的位置。这个偏移量可以是一个立即数(像这里的#8),也可以是另一个寄存器的值。

  • 预索引和后索引寻址 :ARM64 中有预索引和后索引寻址方式。以预索引为例,str x0, [x1, #8]!,这里的!表示在存储操作完成后,x1寄存器的值会更新为x1 + 8,即指向存储操作后的下一个内存位置。后索引方式类似,但x1寄存器的值是在存储操作完成后才更新。

  • 数据宽度和对齐要求

  • 在 ARM64 中,str指令存储的数据宽度可以是不同的,例如 32 位(str w0, [x1])或 64 位(str x0, [x1])。这里w0是 32 位寄存器,x0是 64 位寄存器。

  • 同时,ARM64 对存储操作有内存对齐要求。对于 64 位的数据存储,内存地址通常需要是 8 字节对齐的;对于 32 位的数据存储,内存地址通常需要是 4 字节对齐的。如果不满足对齐要求,可能会导致性能下降或者产生未定义行为。例如,在某些 ARM64 处理器上,试图将一个 64 位的数据存储到一个没有 8 字节对齐的内存地址可能会触发异常。

相关推荐
染指111015 小时前
45.第二阶段x86游戏实战2-hook监控实时抓取游戏lua
汇编·c++·windows·反游戏外挂·游戏逆向
CYRUS STUDIO1 天前
Android 下内联汇编,Android Studio 汇编开发
android·汇编·arm开发·android studio·arm
我不是程序猿儿2 天前
【数据结构】汇编 、机器语言 高级语言 简析。
汇编·机器语言·高级语言
zhuqiyua2 天前
c文件的编译,汇编,基础知识
c语言·汇编·算法
CYRUS STUDIO4 天前
Android下的系统调用 (syscall),内联汇编syscall
android·linux·汇编·arm开发·arm·内联汇编
linhhanpy4 天前
自制操作系统(九、操作系统完整实现)
c语言·开发语言·汇编·c++·操作系统·自制操作系统
CYRUS STUDIO6 天前
ARM64汇编寻址、汇编指令、指令编码方式
android·汇编·arm开发·arm·arm64
xiaozhiwise7 天前
ARM base instruction -- ccmp (immediate)
汇编
zzj_2626109 天前
masm汇编字符串输出演示
汇编