iOS逆向3基础篇--寄存器

寄存器

内部部件之间由总线连接

CPU内部控件

其中寄存器的作用就是进行数据的临时存储。

CPU的运算速度是非常快的，为了性能CPU在内部开辟一小块临时存储区域，并在进行运算时先将数据从内存复制到这一小块临时存储区域中，运算时就在这一小快临时存储区域内进行。我们称这一小块临时存储区域为寄存器。

• 对程序员来说，CPU中最主要部件是寄存器，可以通过改变寄存器的内容来实现对CPU的控制
• 不同的CPU，寄存器的个数、结构是不相同的

高速缓存

iPhoneX上搭载的ARM处理器A11它的1级缓存的容量是64KB，2级缓存的容量8M.

CPU每执行一条指令前都需要从内存中将指令读取到CPU内并执行。而寄存器的运行速度相比内存读写要快很多,为了性能,CPU还集成了一个高速缓存存储区域.当程序在运行时，先将要执行的指令代码以及数据复制到高速缓存中去(由操作系统完成).CPU直接从高速缓存依次读取指令来执行.

通用寄存器

• ARM64拥有有31个64位的通用寄存器 x0 到 x30,这些寄存器通常用来存放一般性的数据，称为通用寄存器（有时也有特定用途）
  • 那么w0 到 w28 这些是32位的. 因为64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!

    
    
    

    arm64寄存器

寄存器	描述
X0-X30	通用寄存器，如果有需要可以当做32bit使用：WO-W30
FP(x29)	保存栈帧地址(栈底指针)
LR (X30)	通常称X30为程序链接寄存器，保存跳转返回信息地址
SP	保存栈指针
PC	程序计数器，俗称PC指针，总是指向即将要执行的下一条指令

X0-X7: 用于子程序调用时的参数传递，X0还用于返回值传递
wz r:零寄存器， 就是0值
cpsr：状态寄存器

• 通常，CPU会先将内存中的数据存储到通用寄存器中，然后再对通用寄存器中的数据进行运算

pc寄存器(program counter)

• 为指令指针寄存器，它指示了CPU当前要读取指令的地址
• 在内存或者磁盘上，指令和数据没有任何区别，都是二进制信息
• CPU在工作的时候把有的信息看做指令，有的信息看做数据，为同样的信息赋予了不同的意义
  • 比如 1110 0000 0000 0011 0000 1000 1010 1010
  • 可以当做数据 0xE003008AA
  • 也可以当做指令 mov x0, x8
• CPU根据什么将内存中的信息看做指令？
  • CPU将pc指向的内存单元的内容看做指令
  • 如果内存中的某段内容曾被CPU执行过，那么它所在的内存单元必然被pc指向过

浮点和向量寄存器

因为浮点数的存储以及其运算的特殊性,CPU中专门提供浮点数寄存器来处理浮点数

• 浮点寄存器 64位: D0 - D31 32位: S0 - S31
• fpsr寄存器：浮点状态寄存器
• fpcr寄存器：浮点控制寄存器

现在的CPU支持向量运算.(向量运算在图形处理相关的领域用得非常的多)为了支持向量计算系统了也提供了众多的向量寄存器.

• 向量寄存器 128位:V0-V31

异常状态寄存器

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ni: 单步执行机器指令
s：进入机器指令
register read: 读出所有寄存器
register read pc: 读出寄存器pc的值
register read pc 0x1000000： 修改寄存器pc的值为0x1000000