【汇编】汇编语言初识&lldb常用指令

要想掌握一门语言，就要探其本质，知晓其中的内存和指针变化，这时候汇编就显得格外重要。

汇编语言的种类

• 汇编语言的种类

  • 8086汇编（16bit）
  • x86汇编（32bit）
  • x64汇编（64bit）
  • ARM汇编（嵌入式，移动设备）
  • ……

• x86、x64汇编根据编译器的不同，有2种书写格式

  • Intel：Windows派系
  • AT&T：Unix派系（例，iOS模拟器）

常见汇编指令

寄存器与内存

• CPU组成
  • 寄存器（信息存储）
  • 运算器（信息处理）
  • 控制器

通常，CPU会先将内存中的数据存储到寄存器中，然后再对寄存器中的数据进行运算

假设内存中有块红色内存空间的值是3，现在先把它的值+1，并将结果存储到绿色内存空间

图解：

代码：

var num = 3
var num1 = num + 1

寄存器

64位AT&T混编中常用的寄存器有16种

• %rax、%rbx、%rcx、%rdx、%rsi、%rdi、%rbp、%rsp
• %r8、%r9、%r10、%r11、%r12、%r13、%r14、%r15

寄存器的具体用途

• %rax常作为函数返回值使用
• %rdi、%rsi、%rdx、%rcx、%r8、%r9等寄存器常用于存放函数参数
• %rsp、%rbp用于栈操作

movq -0x18(%rbp), %rax
意思：根据内存地址找到对应存储空间的数据取出来赋值给%rax

leaq -0x18(%rbp), %rax
意思：直接将%rbp-0x18地址值赋值给%rax

• call和jmp区别

  • jmp 0x000a1841，跳转到函数内存地址0x000a1841执行相关指令，跳转后不返回
  • call 0x000a1841，也是跳转，和ret配合使用，但跳转0x000a1841函数执行完成后会返回继续执行之前的代码

• call *%rdx，意思是跳转到寄存器里面的地址

• 混编指令后面的字符是什么意思？（例：movq、leaw）

  • 代表操作数长度（具体参照上图）

r 开头的是64位（8字节）的寄存器（CPU是64位的）

e 开头的是32位（4字节）的寄存器（CPU是32位的）

ax、bx、cx 开头的是16位（2字节）的寄存器（CPU是16位的）

ah、al、bh、bl 开头的是8位（1字节）的寄存器（CPU是8位的）
h 意思是high，代表占用高位；l 意思是low，代表占用低位

思考：高位寄存器怎么兼容低位寄存器？

• 64位寄存器需要兼容32位，32位需要兼容16位
• 如果使用的是64位（630），把内存的低位给32位用（310），一直往后推理

lldb常用指令

• 读取寄存器的值：

  • register read/格式
  • register read/x
  • 例：register read rax
  • 在lldb中不需要加%，在汇编语言中才需要加
  • 如果只输入register read，就会把所有寄存器的值打印出来

• 修改寄存器的值

  • register write 寄存器名称 数值
  • register write $rax 0

• 读取内存中的值

  • x/数量-格式-字节大小 内存地址
  • x/3xw 0x0000000100008200 意思：读取3组16进制形式展示的数据，每组4个字节

• 修改内存中的值

  • memory write 内存地址 数值
  • memory write 0x0000000100008200 10

• 格式

  • x是16进制
  • f是浮点
  • d是十进制

• 字节大小

  • b - byte 1字节
  • h - half word 2字节
  • w - word 4字节
  • g - giant word 8字节

• expression 表达式

  • 可以简写：expr 表达式
  • expression $rax
  • expression $rax = 1
  • expression 高级语言代码

• po 表达式

• print 表达式

• po/x $rax

更多指令参考 help expression

示例代码

func test() {
    let a = 3
    let b = a + 1
    print(b) // 此处打断点进入混编
}
test()

指令展示

代码调试运行指令

• thread step-over

  • 简写：next 和 n
  • 单步运行，把子函数当做整体一步执行（源码级别）

• thread step-in

  • 简写：step 和 s
  • 单步运行，遇到子函数会进入子函数（源码级别）

• thread step-inst-over

  • 简写：nexti 和 ni
  • 单步运行，把子函数当做整体一步执行（汇编级别）

• thread step-inst

  • 简写：stepi 和 si
  • 单步运行，遇到子函数会进入子函数（汇编级别）

• thread step-out

  • 简写：finish
  • 直接执行完当前函数的所有代码，返回到上一个函数（遇到断点会卡主）

看到上面的指令名称，应该常用Xcode开发的同学会很熟悉，没错，就是Xcode上面的断点调试功能

补充：
xorl - 按位异或

$ - 立即数