arm64汇编基础

iOS汇编

真机：arm64汇编
模拟器：x86汇编

将c语言的代码转化成汇编：

xcrun --sdk iphoneos clang -S -arch arm64 main.c -o main.s

1. 寄存器

lldb查看当前arm64（iOS真机）的所有寄存器:

register read

输出：

General Purpose Registers:
        x0 = 0x1100000000000022
        x1 = 0x00000002815a1040
        x2 = 0x00000002824bdb20
        x3 = 0x00000002815a1040
        x4 = 0x0000000280ab1c80
        x5 = 0x0000000000000001
        x6 = 0x0000000281ba03c0
        x7 = 0x00000000000004b0
        x8 = 0x0000200000000000
        x9 = 0x000141a1d420434d (0x00000001d420434d) (void *)0x01d42045c8000000
       x10 = 0x0000000000000000
       x11 = 0x0000000128853ff8
       x12 = 0x00000000000000bf
       x13 = 0x0000000000000000
       x14 = 0x0000000000000001
       x15 = 0x0000000000000000
       x16 = 0x000000018b560130  libobjc.A.dylib`objc_release
       x17 = 0x00000001c3bfeac0  
       x18 = 0x0000000000000000
       x19 = 0x0000000127d0d9e0
       x20 = 0x00000002824bdb60
       x21 = 0x00000002815a1040
       x22 = 0x00000001c3bfeac0  
       x23 = 0x0000000127d02200
       x24 = 0x00000002824bdb20
       x25 = 0x0000000127d02200
       x26 = 0x00000002815a1040
       x27 = 0x000000018fbecb7c  UIKitCore`__UILogCategoryNewNode.llvm.6688940174485051596
       x28 = 0x00000001d420bd08  UIKitCore`UIApp
        fp = 0x000000016dc614a0
        lr = 0x00000001021a200c  ARM64`-[ViewController touchesBegan:withEvent:] + 64 at ViewController.m:23:5
        sp = 0x000000016dc61470
        pc = 0x00000001021a200c  ARM64`-[ViewController touchesBegan:withEvent:] + 64 at ViewController.m:23:5
      cpsr = 0x00000000

1.1 通用寄存器`x0 ~ x28`

64bit: x0 ~ x28
32bit: w0 ~ w28（属于x0 ~ x28的低位32bit）

当将64bit拆分成32bit的时候可以使用低位32bit的w0 ~ w28来操作

其中：

x0 ~ x7寄存器通常用来存放函数的参数，更多的参数使用堆栈来传递
x0寄存器通常用来存放函数的返回值

读取某一个寄存器存储的值：

register read x0

给某一个通用寄存器写入值：

register write x0 0x1100000000000022
register write x1 5

1.2 程序状态寄存器`cpsr` `spsr`

cpsr(current program status register)寄存器：
spsr(saved program status register)寄存器：程序异常状态下使用

cpsr寄存器有32位，对应不同的功能状态：

cpsr

1.3 程序计数器寄存器`pc`

pc寄存器
- 记录CPU当前指令是哪一条指令
- 存储着当前CPU正在执行的指令的地址

1.4 链接状态寄存器`lr`

lr寄存器（也是x30寄存器）
- 是链接寄存器（link register）
- 存储着当前函数的返回地址，即函数下一条指令的地址

1.5 堆栈指针寄存器`sp` `fp`

sp（Stack Pointer）
fp（Frame Pointer），也就是x29寄存器

2. 指令

lldb指令：si是单步运行汇编指令，可以使用si指令来进入函数内部汇编

汇编实现test函数：

.text ; 指定代码在text段
.global _test ; test函数对外可见

; test函数实现
_test: 
...
...
ret ; 返回

2.1 `mov`指令

汇编实现：

mov x0, #0x8 ; 将0x8赋值给通用寄存器x0
mov x1, x0 ; 将通用寄存器x0的值赋值给通用寄存器x1

查看运行时汇编：

ARM64`test:
    0x102fe2024 <+0>: mov    x0, #0x8
    0x102fe2028 <+4>: mov    x1, x0
->  0x102fe202c <+8>: ret

lldb调试：

(lldb) si
(lldb) register read x0
      x0 = 0x0000000104806038
(lldb) si
(lldb) register read x0
      x0 = 0x0000000000000008
(lldb) register read x1
      x1 = 0x0000000104806000
(lldb) si
(lldb) register read x1
      x1 = 0x0000000000000008
(lldb)

2.2 `add` `sub`指令

汇编实现：

mov x0, #0x2
mov x1, #0x1
add x2, x0, x1 ; x0 + x1 赋值给 x2
sub x3, x0, x1 ; x0 - x1 赋值给 x3

查看运行时汇编：

ARM64`test:
    0x1002ae01c <+0>:  mov    x0, #0x2
    0x1002ae020 <+4>:  mov    x1, #0x1
    0x1002ae024 <+8>:  add    x2, x0, x1
    0x1002ae028 <+12>: sub    x3, x0, x1
->  0x1002ae02c <+16>: ret

lldb调试：

(lldb) si
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) register read x2
      x2 = 0x0000000000000003
(lldb) register read x3
      x3 = 0x0000000000000001
(lldb)

用汇编实现一个加法add函数和减法sub函数：

.text ; 存放在text段
.global _add, _sub ; 函数对外可见

; x0通常用来存放函数返回值，x0 ~ x7通常用来存放函数参数
; add函数
_add:
add x0, x0, x1 ; x0 + x1 赋值给 x0
ret

; sub函数
_sub:
sub x0, x0, x1 ; x0 - x1 赋值给 x0
ret

2.3 `cmp`指令

将两个寄存器相减，将比较结果放到状态寄存器cpsr里面，减法的结果会影响到状态寄存器cpsr的2进制标志位

比较3和1的大小：

汇编实现：

mov x0, #0x3
mov x1, #0x1
cmp x0, x1 ; 做比较，相当于将 x0 - x1 的结果值给 cpsr

查看运行时汇编：

ARM64`test:
    0x10092a020 <+0>:  mov    x0, #0x3
    0x10092a024 <+4>:  mov    x1, #0x1
    0x10092a028 <+8>:  cmp    x0, x1
->  0x10092a02c <+12>: ret

lldb调试：

(lldb) si
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) register read cpsr // 读取cpsr的值
    cpsr = 0x20000000 // 对应cpsr寄存器的2进制的29位是1
(lldb)

比较1和1的大小：

汇编实现：

mov x0, #0x1
mov x1, #0x1
cmp x0, x1 ; 做比较，相当于 x0 - x1 的结果值给 cpsr

查看运行时汇编：

ARM64`test:
    0x102656020 <+0>:  mov    x0, #0x1
    0x102656024 <+4>:  mov    x1, #0x1
    0x102656028 <+8>:  cmp    x0, x1
->

lldb调试：

(lldb) si
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) register read cpsr
    cpsr = 0x60000000 // 对应cpsr寄存器的2进制的30位是1
(lldb)

比较1和3的大小：

汇编实现：

mov x0, #0x1
mov x1, #0x3
cmp x0, x1 ; 做比较，相当于将 x0 - x1 的结果值给 cpsr

查看运行时汇编：

ARM64`test:
    0x1008be020 <+0>:  mov    x0, #0x1
    0x1008be024 <+4>:  mov    x1, #0x3
    0x1008be028 <+8>:  cmp    x0, x1
->  0x1008be02c <+12>: ret

lldb调试：

(lldb) si
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) register read cpsr
    cpsr = 0x80000000 // 对应cpsr寄存器的2进制的31位是1
(lldb)

2.4 `b`指令

跳转指令

汇编实现：

b mycode ; 跳转到下面的 mycode
mov x0, #0x5 ; 这条指令不会执行
mycode:
mov x1, #0x6

查看运行时汇编：

ARM64`test:
->  0x1004f2020 <+0>: b      0x1004f2028               ; mycode
    0x1004f2024 <+4>: mov    x0, #0x5

跳转到mycode：

ARM64`mycode:
    0x1004f2028 <+0>: mov    x1, #0x6
->  0x1004f202c <+4>: ret

lldb调试：

(lldb) si 
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) register read x1
      x1 = 0x0000000000000006
(lldb

2.5 带条件跳转`b`指令

一般和cmp指令配合使用

b指令后边可以跟的条件域：

EQ: equal，等于
NE: not equal，不等于
GT: great than，大于
GE: great equal，大于等于
LT: less than，小于
LE: less equal，小于等于

条件指令对应的状态寄存器cpsr的2进制标志位：

condtions

汇编实现：

mov x0, #0x1
mov x1, #0x3
cmp x0, x1 ; 将x0 - x1的结果存放到cpsr寄存器
beq mycode ; eq会从读取cpsr寄存器的2进制标志位Z，相当于只有在x0 == x1的时候才会跳转到mycode
ret
mov x0, #0x5 
mycode:
mov x1, #0x6

查看运行时汇编：

ARM64`test:
    0x104dc6010 <+0>:  mov    x0, #0x1
    0x104dc6014 <+4>:  mov    x1, #0x3
    0x104dc6018 <+8>:  cmp    x0, x1
    0x104dc601c <+12>: b.eq   0x104dc6028               ; mycode
->  0x104dc6020 <+16>: ret    
    0x104dc6024 <+20>: mov    x0, #0x5

lldb调试：

(lldb) si
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) register read cpsr
    cpsr = 0x80000000 // 对应cpsr寄存器的2进制Z位（30位）为0
(lldb) si
(lldb)

2.6 `bl`指令

带返回的跳转指令

汇编实现：

; 内部私有函数，配合bl指令
privatecode:
mov x0, #0x1
mov x2, #0x2
add x2, x0, x1
ret

bl privatecode ; 只有使用bl指令，调用privatecode之后才能返回到下一行指令，使用b指令返回不到下一行指令
mov x3, #0x2
mov x4, #0x1

查看运行时汇编：

bl指令跳转到privatecode:

ARM64`test:
->  0x1043c2020 <+0>:  bl     0x1043c2010               ; privatecode
    0x1043c2024 <+4>:  mov    x3, #0x2
    0x1043c2028 <+8>:  mov    x4, #0x1
    0x1043c202c <+12>: ret

来到privatecode:

ARM64`privatecode:
->  0x1043c2010 <+0>:  mov    x0, #0x1
    0x1043c2014 <+4>:  mov    x2, #0x2
    0x1043c2018 <+8>:  add    x2, x0, x1
    0x1043c201c <+12>: ret

privatecode执行ret之后再回到之前的函数执行下一行:

ARM64`test:
    0x1043c2020 <+0>:  bl     0x1043c2010               ; privatecode
->  0x1043c2024 <+4>:  mov    x3, #0x2
    0x1043c2028 <+8>:  mov    x4, #0x1
    0x1043c202c <+12>: ret

3. 内存相关指令

load、从内存中读取数据（带l相关的）
- ldr、ldur
- ldp（p是pair(一对)的简称）
store，往内存中写入数据（带s相关的）
- str、stur
- stp
- 零寄存器，里面存储的值是0
  - wzr（32bit，Word Zero Register）
  - xzr（64bit）

3.1 `ldr`指令

外部调用：

int a = 8;
test();

汇编实现：

ldr x0, [x1] ; 寻址：x1的地址，取8字节（x0对应8字节），赋值给x0

查看运行时汇编：

ARM64-Memory`test:
    0x100122054 <+0>: ldr    x0, [x1]
->  0x100122058 <+4>: ret

lldb调试：

(lldb) p &a
(int *) $0 = 0x000000016fce3854
(lldb) si
(lldb) register read x1
      x1 = 0x0000000101002000
(lldb) register write x1 0x000000016fce3854 // 将a的内存地址写入x1寄存器

// 查看a所在的内存地址0x16fce3854，也是x1寄存器的地址，之后会读取8字节赋值给x0
(lldb) x 0x000000016fce3854 
0x16fce3854: 08 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 b8 38 ce 6f  .............8.o
0x16fce3864: 01 00 00 00 01 00 00 00 00 00 00 00 90 38 ce 6f  .............8.o
(lldb) 

// x0之前的地址
(lldb) register read x0
      x0 = 0x0000000101002038
      
// 通过ldr指令，会从x1内存地址中读取8个字节存入x0寄存器，正好对应上面的8字节
(lldb) si
(lldb) register read x0 
      x0 = 0x0000000000000008

汇编实现：

ldr x2, [x1, #0x3] ; 寻址：x1的地址 + 0x3，读取8字节x2（x2对应8字节）赋值给x2

3.2 `ldur`指令

汇编实现：

; ldur指令用于负数
ldur x2, [x1, #-0x3]! ; 寻址：x1的地址 - 0x3，并且改变x1的地址（x1 - 0x3），然后取8字节赋值给x2（x2对应8字节）

查看运行时汇编：

ARM64-Memory`test`:
    0x10428e054 <+0>: ldr    x2, [x1, #0x3]!
->  0x10428e058 <+4>: ret

lldb调试：

(lldb) p &a
(int *) $0 = 0x000000016bb77854
(lldb) si
(lldb) register write x1 0x000000016bb77854
(lldb) si ; 执行ldr指令
(lldb) register read x1  ; x1的内存是+0x3以后的内存
      x1 = 0x000000016bb77857
(lldb) register read x2 ; 寻址：x1 + 0x3，读取前8字节（x2）赋值给x2
      x2 = 0x0000000000000000
      
; 可以看到前8字节正好是x2的地址
(lldb) x 0x000000016bb77857
0x16bb77857: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 b8 78 b7 6b 01 00 00  ..........x.k...
0x16bb77867: 00 01 00 00 00 00 00 00 00 90 78 b7 6b 01 00 00  ..........x.k...
(lldb)

3.3 `ldp`指令

汇编实现：

ldp w0, w1, [x2, #0x10] ; 寻址：x2的内存地址 + 0x10，分别各取4字节分别放赋值给一对寄存器w0和w1（w0和w1对应4字节）

查看运行时汇编：

ARM64-Memory`test:
    0x100552054 <+0>: ldp    w0, w1, [x2, #0x10]
->  0x100552058 <+4>: ret

lldb调试：

(lldb) p &a
(int *) $0 = 0x000000016f8b3854
(lldb) si
(lldb) register write x2 0x000000016f8b3854
(lldb) x 0x000000016f8b3854+0x10
0x16f8b3864: 01 00 00 00 01 00 00 00 00 00 00 00 90 38 8b 6f  .............8.o
0x16f8b3874: 01 00 00 00 60 03 62 8b 01 00 00 00 60 03 62 8b  ....`.b.....`.b.
(lldb) si
(lldb) register read w0
      w0 = 0x00000001 // 取了前面4字节
(lldb) register read w1
      w1 = 0x00000001  // 继续取4字节
(lldb)

3.4 `str` `stur` `stp`指令

对应上面的ldr ldur ldp指令

ldr ldur ldp指令是从寄存器读取内存地址

str stur stp指令是往寄存器写入内存地址

汇编实现：

str w0, [x1] ; 寻址：x1的地址，取4字节w0的值，写入8字节到x1的内存（x1的地址不变，存储的内容会被覆盖）

查看运行时汇编：

ARM64-Memory`test:
    0x10269a054 <+0>: str    w0, [x1]
->  0x10269a058 <+4>: ret

lldb调试：

lldb) p &a
(int *) $0 = 0x000000016d76b854
(lldb) si
(lldb) register write w0 5 // w0的值为5
(lldb) register write x1 0x000000016d76b854 // x1的内存地址 = a的内存地址
(lldb) si // 取4字节w0的值 5 写入8字节到x1（a的内存），x1的内存地址（a的内存地址）不变，存储的内容变为5
(lldb) c
Process 25740 resuming
(lldb) po a // 得到a的值也变成了5
5

(lldb)

同样也可以进行地址+ / -操作：

str w0, [x1, #0x4] ; 取4字节寄存器w0的值写入8字节的[x1寄存器的内存地址 + 0x4]之后的地址

3.5 `wzr` `xzr`0寄存器

寄存器里面存储的值是0，是专门用来存储0的寄存器

wzr是32bit
xzr是64bit

3.6 `pc` `lr`寄存器

直接查看运行时汇编：

    0x10278e274 <+52>:  adrp   x0, 7
    0x10278e278 <+56>:  add    x0, x0, #0x388            ; =0x388 
    0x10278e27c <+60>:  ldr    x0, [x0]
->  0x10278e280 <+64>:  bl     0x10278e5c8               ; symbol stub for: objc_opt_class

可以发现pc寄存器存储着当前执行指令的内存地址0x10278e280：

register read
General Purpose Registers:
        x0 = 0x0000000102795418  (void *)0x00000001027953f0: AppDelegate
        x1 = 0x0000000103007003
        x2 = 0x4c45524f545541a1
        x3 = 0x000000016d677980
        x4 = 0x0000000000000000
        x5 = 0x0000000000000000
        x6 = 0x0000000000000000
        x7 = 0x0000000000000000
        x8 = 0x0000000000000008
        x9 = 0x00000000a1a1a1a1
       x10 = 0x0000000000000d21
       x11 = 0x00000001d6ec0537
       x12 = 0x00000001d6ec0537
       x13 = 0x0000000000000008
       x14 = 0x0000000000000028
       x15 = 0x00000000000000d0
       x16 = 0x000000018b561428  libobjc.A.dylib`objc_autoreleasePoolPush
       x17 = 0x0000000102795490  _dyld_private
       x18 = 0x0000000000000000
       x19 = 0x0000000000000000
       x20 = 0x0000000000000000
       x21 = 0x0000000000000000
       x22 = 0x0000000000000000
       x23 = 0x0000000000000000
       x24 = 0x0000000000000000
       x25 = 0x0000000000000000
       x26 = 0x0000000000000000
       x27 = 0x0000000000000000
       x28 = 0x000000016d6778a8
        fp = 0x000000016d677870
        lr = 0x000000010278e274  ARM64-Memory`main + 52 at main.m:19:9
        sp = 0x000000016d677840
        pc = 0x000000010278e280  ARM64-Memory`main + 64 at main.m:21:50
      cpsr = 0x80000000

lr链接寄存器也是x30寄存器:

(lldb) register read x30
      lr = 0x000000010278e274  ARM64-Memory`main + 52 at main.m:19:9

lr寄存器存储着当前函数的返回地址，即函数下一条指令的地址：

bl跳转指令即将进入函数test：

->  0x1044ca270 <+48>:  bl     0x1044ca054               ; test
    0x1044ca274 <+52>:  adrp   x0, 7
    0x1044ca278 <+56>:  add    x0, x0, #0x388            ; =0x388 
    0x1044ca27c <+60>:  ldr    x0, [x0]

进入test函数：

ARM64-Memory`test:
->  0x1044ca054 <+0>: ldr    x2, [x1, #0x3]!
    0x1044ca058 <+4>: ret

此时查看lr寄存器地址，正好是上面的地址0x00000001044ca274，即test函数的下一条指令内存地址：

(lldb) si
(lldb) register read lr
      lr = 0x00000001044ca274  ARM64-Memory`main + 52 at main.m:19:9
(lldb) si
(lldb) si
(lldb)

之前的跳转指令b和bl的区别就是：

b指令仅仅只是跳转
而bl可以跳转回函数的返回地址，以便继续执行下面的指令，我们来看一下其本质

4. `bl`和`ret`指令配合使用的本质

bl跳转指令执行的操作：

将下一条指令的地址存储到lr（x30）寄存器中，lr寄存器存储着下一条指令的地址
跳转到标记处开始执行代码

ret返回指令执行的操作：

将lr（x30）指令的地址赋值给pc指令，此时lr寄存器正好存储着下一条指令的地址，所以pc指令现在是下一条指令的地址
继续执行pc指令，即使函数返回的地址

所以bl和ret指令配合才能达到函数返回的目的

5. 堆栈平衡

5.1 函数类型

叶子函数：函数里面没有再调用其他函数了
非叶子函数：函数里面有调用其他函数

5.2 叶子函数的栈寄存器`sp`平衡

实现一个c语言函数CTest.c：

void haha(void) {
    int a = 2;
    int b = 3;
}

查看运行时汇编：

ARM64-Memory`haha:
; 切换sp寄存器的指向：sp地址 - 0x10，申请栈空间，存放变量a和b
->  0x104ebe218 <+0>:  sub    sp, sp, #0x10             ; =0x10 

; 将变量a的值2写入栈空间
    0x104ebe21c <+4>:  orr    w8, wzr, #0x2
    0x104ebe220 <+8>:  str    w8, [sp, #0xc]
; 将变量b的值3写入栈空间    
    0x104ebe224 <+12>: orr    w8, wzr, #0x3
    0x104ebe228 <+16>: str    w8, [sp, #0x8]
    
; 恢复sp寄存器的指向：sp地址 + 0x10，指向原来的地址
    0x104ebe22c <+20>: add    sp, sp, #0x10             ; =0x10 
; 返回
    0x104ebe230 <+24>: ret

调用函数的时候sp寄存器存放某一个地址0x000000016af47840

(lldb) si
(lldb) register read sp ; sp起始地址
      sp = 0x000000016af47840
(lldb) si
(lldb) register read sp ; sp - 0x10，切换sp指向，用来存放a和b
      sp = 0x000000016af47830
(lldb) si
(lldb) si ; w8的值是2，str指令将w8的值2写入a的栈内存：sp + 0xc
(lldb) p &a 
(int *) $0 = 0x000000016af4783c
(lldb) si
(lldb) si ; w8的值是3，str指令将w8的值3写入b的栈内存：sp + 0x8
(lldb) p &b
(int *) $1 = 0x000000016af47838
(lldb) si
(lldb) register read sp
      sp = 0x000000016af47840
(lldb)

5.3 非叶子函数的栈寄存器`sp`平衡

实现一个c语言函数CTest.c：

void haha(void) {
    int a = 2;
    int b = 3;
}

void hehe() {
    int a = 4;
    int b = 5;
    haha();
}

查看运行时汇编：

ARM64-Memory`hehe:
; 切换sp指针：sp指针 - 0x20，申请栈空间
->  0x100306208 <+0>:  sub    sp, sp, #0x20             ; =0x20 

; 先在当前函数栈空间记录之前的sp和lr寄存器的值：
; stp指令，寻址：[sp + #0x10]，取8字节将原来的x29寄存器（fp寄存器）的值写入当前函数栈内存
; 再取8字节将原来x30寄存器（lr）寄存器的值写入当前栈内存地址
; lr寄存器的值是函数的返回地址
    0x10030620c <+4>:  stp    x29, x30, [sp, #0x10]
    
; 改变fp的指向：[sp + 0x10] ，此时fp指向当前栈内存地址，指向栈底
; 此时，lr和sp都有存储地址
    0x100306210 <+8>:  add    x29, sp, #0x10            ; =0x10 

; 开始使用存储函数局部变量的值：    
; 存储a的值4，内存地址：fp - 0x4
    0x100306214 <+12>: orr    w8, wzr, #0x4
    0x100306218 <+16>: stur   w8, [x29, #-0x4]
    
; 存储b的值5，内存地址：sp + 0x8
    0x10030621c <+20>: mov    w8, #0x5
    0x100306220 <+24>: str    w8, [sp, #0x8]
    
; 跳转到haha函数
    0x100306224 <+28>: bl     0x1003061ec               ; haha at CTest.c:11
  
; 恢复fp，lr ，因为开始存储到了当前函数栈
; 从[sp + #0x10]读取8字节的内容赋值给fp，
; 再读取8字节的内容赋值给lr 
    0x100306228 <+32>: ldp    x29, x30, [sp, #0x10]
    
; 恢复sp寄存器指向：sp指针 + 0x20
    0x10030622c <+36>: add    sp, sp, #0x20             ; =0x20 
    
; 返回
    0x100306230 <+40>: ret

lldb调试：

lldb) si
; 改变sp指向：sp - 0x20，申请当前函数栈空间，使其指向栈顶
(lldb) register read sp
      sp = 0x000000016d2e7840
(lldb) si
(lldb) register read sp
      sp = 0x000000016d2e7820

; 这是fp和lr最开始的地址
(lldb) register read fp
      fp = 0x000000016d2e7870
(lldb) register read lr
      lr = 0x0000000102b1e260  ARM64-Memory`main + 44 at main.m:26:13

; 先将fp和lr的地址在当前栈空间存储，起始地址：sp + 0x10，分别取8字节存储
(lldb) si
(lldb) x 0x000000016d2e7830
0x16d2e7830: 70 78 2e 6d 01 00 00 00 60 e2 b1 02 01 00 00 00  px.m....`.......
0x16d2e7840: 00 00 00 00 00 00 00 00 38 80 80 03 01 00 00 00  ........8.......

; 改变fp指向，使其指向栈底
(lldb) si
(lldb) register read fp
      fp = 0x000000016d2e7830

; 存储临时变量a的值4，地址：fp - 0x4
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) p &a
(int *) $0 = 0x000000016d2e782c
; 存储临时变量b的值5，地址：sp + 0x8
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) p &b
(int *) $1 = 0x000000016d2e7828

; bl跳转到haha函数
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) si
(lldb) si

; 从当前函数栈读取之前存储的fp和lr，起始地址：sp + 0x10，分别取8字节，恢复其指向
(lldb) si
(lldb) register read fp
      fp = 0x000000016d2e7870
(lldb) register read lr
      lr = 0x0000000102b1e260  ARM64-Memory`main + 44 at main.m:26:13
(lldb) si
(lldb) register read sp
      sp = 0x000000016d2e7840
(lldb)

sp也叫栈顶指针
fp也叫栈底指针

6. 简单应用

6.1 `lldb`打印寄存器对应的函数

根据runtime方法调用的本质objc_msgSend(调用者，方法选择器，参数1，参2数，......)，使用lldb可以打印函数的参数：

// 打印方法调用者
po $x0

// 打印方法名，以字符串的形式打印内存
x/s $x1

// 打印参数
po $x2

...
...

6.2 破解`Mac`命令行程序

通过修改汇编代码来破解程序：

使用Hopper来分析汇编代码：

; while循环
                     loc_100000ed6:
; cmp指令比较
0000000100000ed6         cmp        dword [rbp+var_14], 0x1e240                 ; CODE XREF=_main+89
; 跳转到loc_100000f0e执行
0000000100000edd         je         loc_100000f0e

; while循环的代码，可以删除这段汇编代码达到破解的目的
0000000100000ee3         lea        rdi, qword [aXe8xafxb7xe8xb]                ; argument "format" for method imp___stubs__printf, "\\xE8\\xAF\\xB7\\xE8\\xBE\\x93\\xE5\\x85\\xA5\\xE5\\xAF\\x86\\xE7\\xA0\\x81:"
0000000100000eea         mov        al, 0x0
0000000100000eec         call       imp___stubs__printf                         ; printf
0000000100000ef1         lea        rdi, qword [aD]                             ; argument "format" for method imp___stubs__scanf, "%d"
0000000100000ef8         lea        rsi, qword [rbp+var_14]
0000000100000efc         mov        dword [rbp+var_24], eax
0000000100000eff         mov        al, 0x0
0000000100000f01         call       imp___stubs__scanf                          ; scanf
0000000100000f06         mov        dword [rbp+var_28], eax
0000000100000f09         jmp        loc_100000ed6
; 结尾处有返回到了loc_100000ed6

                     loc_100000f0e:
0000000100000f0e         lea        rdi, qword [aXe5xafx86xe7xa]                ; argument "format" for method imp___stubs__printf, "\\xE5\\xAF\\x86\\xE7\\xA0\\x81\\xE6\\xAD\\xA3\\xE7\\xA1\\xAE\\xEF\\xBC\\x8C\\xE6\\xAC\\xA2\\xE8\\xBF\\x8E\\xE4\\xBD\\xBF\\xE7\\x94\\xA8!\\n", CODE XREF=_main+45
0000000100000f15         mov        al, 0x0
0000000100000f17         call       imp___stubs__printf                         ; printf
0000000100000f1c         mov        rdi, qword [rbp+var_20]                     ; argument "pool" for method imp___stubs__objc_autoreleasePoolPop
0000000100000f20         mov        dword [rbp+var_2C], eax
0000000100000f23         call       imp___stubs__objc_autoreleasePoolPop        ; objc_autoreleasePoolPop
0000000100000f28         xor        eax, eax
0000000100000f2a         add        rsp, 0x30
0000000100000f2e         pop        rbp
0000000100000f2f         ret
                        ; endp

6.3 破解iOS程序

原理同破解Mac程序一样，通过修改汇编代码达到破解的目的。

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arm64汇编基础

iOS汇编

1. 寄存器

1.1 通用寄存器x0 ~ x28

1.2 程序状态寄存器cpsr spsr

1.3 程序计数器寄存器pc

1.4 链接状态寄存器lr

1.5 堆栈指针寄存器sp fp

2. 指令

2.1 mov指令

2.2 add sub指令

2.3 cmp指令

2.4 b指令

2.5 带条件跳转b指令

2.6 bl指令

3. 内存相关指令

3.1 ldr指令

3.2 ldur指令

3.3 ldp指令

3.4 str stur stp指令

3.5 wzr xzr0寄存器

3.6 pc lr寄存器

4. bl和ret指令配合使用的本质

5. 堆栈平衡

5.1 函数类型

5.2 叶子函数的栈寄存器sp平衡

5.3 非叶子函数的栈寄存器sp平衡

6. 简单应用

6.1 lldb打印寄存器对应的函数

6.2 破解Mac命令行程序

6.3 破解iOS程序

推荐阅读更多精彩内容

1.1 通用寄存器`x0 ~ x28`

1.2 程序状态寄存器`cpsr` `spsr`

1.3 程序计数器寄存器`pc`

1.4 链接状态寄存器`lr`

1.5 堆栈指针寄存器`sp` `fp`

2.1 `mov`指令

2.2 `add` `sub`指令

2.3 `cmp`指令

2.4 `b`指令

2.5 带条件跳转`b`指令

2.6 `bl`指令

3.1 `ldr`指令

3.2 `ldur`指令

3.3 `ldp`指令

3.4 `str` `stur` `stp`指令

3.5 `wzr` `xzr`0寄存器

3.6 `pc` `lr`寄存器

4. `bl`和`ret`指令配合使用的本质

5.2 叶子函数的栈寄存器`sp`平衡

5.3 非叶子函数的栈寄存器`sp`平衡

6.1 `lldb`打印寄存器对应的函数

6.2 破解`Mac`命令行程序