arm64 寄存器

ARM64架构详解：寄存器、指令与内存管理
最新推荐文章于 2025-10-24 15:07:07 发布
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本文深入介绍了ARM64架构，包括132个向量寄存器、浮点寄存器、控制寄存器等详细信息；探讨了汇编指令如bl、ret、str、ldr等的用法；并解析了ARM64上的内存分区，如代码区、栈区、堆区和全局变量区。此外，还阐述了参数传递规则及函数返回值的处理方式。

ARM64寄存器

1 32个向量寄存器 v0~v31

2 d0-d31 64位double寄存器

3 s0-s31 32位float寄存器

4 fpsr 浮点状态寄存器

5 fpcr 浮点控制寄存器

6 x0~x28 32位地址寄存器

7 sp栈顶寄存器

8 fp （x29） 栈底寄存器

9 pc 存储吓一跳指令的，类似 cs ip寄存器

10 lr 通常称为x30程序链接寄存器，保存跳

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AArch64 ARM64 寄存器介绍
lml435035844的博客
12-15 1万+
除了上述通用寄存器，还有FPSR（浮点状态寄存器）和 FPCR（浮点控制寄存器）等。X29寄存器和X30寄存器在函数调用和堆栈帧的管理中扮演着关键角色。AArch64架构提供了31个通用寄存器，每个寄存器都可以用作64位X寄存器（X0～X30）或32位W寄存器（W0～W30）。使用X寄存器将导致64位的计算，使用W寄存器将导致32位的计算。EL0、EL1、EL2和EL3是AArch64架构中定义的四个特权级别（Exception Levels），用于支持不同的执行环境和特权级别。
arm64汇编学习-（1）加载存储指令1
天使之翼
03-20 2595
本篇博客是基于对苯叔的第三季视频的学习整理而得，大家如果想深入学习可以购买《arm64体系结构编程与实践》以及购买苯叔出品的第三季视频。
一文搞懂 ARM 64 系列: 寄存器
chaoguo1234的专栏
06-08 2604
ARM 64中包含多种寄存器，下面介绍一些常见的寄存器。 1 通用寄存器 ARM 64包含31个64bit寄存器，记为X0~X30。 每一个通用寄存器，它的低32bit都可以被访问，记为W0~W30。 在这31个通用寄存器中，有2个寄存器比较特殊。 X29寄存器被作为栈帧寄存器，也被称为FP(Frame Pointer Register)。 X30寄存器被作为函数返回地址寄存器，也被称为LR(...
ARM64各寄存器说明
demondev
08-17 9701
详细参考：http://119.90.25.22/infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ihi0055b/IHI0055B_aapcs64.pdf There are thirty-one, 64-bit, general-purpose (integer) registers visible to the A64 instruction s
逆向教程 ARM64寄存器详解
最新发布
hhtt19820919的博客
10-24 1146
ARM64（AArch64）的寄存器模型包括31个64位通用寄存器（X0-X30）、特殊寄存器（SP、PC等）和32个128位向量寄存器（V0-V31）。通用寄存器中，X0-X7用于参数传递，X29/X30分别作为帧指针和链接寄存器。向量寄存器支持不同位宽访问（B/H/S/D/V），用于SIMD和浮点运算。调用约定（AAPCS64）规定整型参数通过X0-X7传递，浮点参数通过V0-V7传递，返回值使用X0或V0。栈需16字节对齐，特殊寄存器如SP和PC有特定访问限制。
ARM64指令集1-加载与存储
weixin_42198851的博客
08-22 984
从今天开始，我将每天写一篇关于ARM64的文章，主要给大家介绍一下arm64相关的特性，包括指令集、异常处理、中断、浮点计算、NEON、缓存、原子操作等，想要系统学习ARM64的朋友们，加一个关注，保证干货满满今天是第一篇，主要是介绍一下加载与存储指令。
arm64寄存器
wmzjzwlzs的专栏
04-30 6035
ARM64 有34个寄存器，包括31个通用寄存器、SP、PC、CPSR： x0-x30 64bit 通用寄存器，如果有需要可以当做32bit使用：W0-W30。其中x0 - x7：这 8 个寄存器主要用来存储传递参数 。如果参数超过 8 个，则会通过栈来传递 ；x0 也用来存放上文方法的返回值。 FP(x29) 64bit 保存栈帧地址(栈底指针)，指向当前方法栈的底部。 LR(x30) 64bit 通常称x30为程序链接寄存器，因为这个寄存器会记录着当前方法的调用方地址 ，即当前方法调用完成时应该返
【ARM64寄存器系统详解】
qq_44859105的博客
05-22 1744
ARM64架构的寄存器系统是其汇编语言的核心，主要包括通用寄存器、特殊功能寄存器和程序状态寄存器。通用寄存器（X0-X30）用于数据存储和运算，其中X0-X7常用于函数参数传递和返回值。特殊功能寄存器如SP（栈指针）、PC（程序计数器）、XZR（零寄存器）、X29（帧指针）和X30（链接寄存器）各自承担特定任务。程序状态寄存器（PSTATE）包含条件标志位（N, Z, C, V），用于控制程序流程。此外，ARM64还提供32个128位的向量/浮点寄存器（V0-V31），支持SIMD和浮点运算。
精选资源
arm v8 寄存器手册
01-06
ARM v8-A 提供了 31 个通用寄存器，编号为 x0 至 x30（在 AARCH64 模式下）或 r0 至 r30（在 AARCH32 模式下）。此外，还有一个特殊寄存器 x31（或 sp），通常用于栈指针。这些寄存器可以用来存储临时数据或者作为...
ARM64/32寄存器说明
独行侠
05-21 2053
x0~x7：传递子程序的参数和返回值，使用时不需要保存，多余的参数用堆栈传递，64位的返回结果保存在x0中。 x8：用于保存子程序的返回地址，使用时不需要保存。 x9~x15：临时寄存器，也叫可变寄存器，子程序使用时不需要保存。 x16~x17：子程序内部调用寄存器（IPx），使用时不需要保存，尽量不要使用。 x18：平台寄存器，它的使用与平台相关，尽量不要使用。 x19~x28：临时寄存器，子程序使用时必须保存。 x29：帧指针寄存器（FP），用于连接栈帧，使用时必须保存。 x30：链接寄存器（LR）..
arm架构的寄存器手册（armv8包含32bit和64bit）
11-23
ARM架构的寄存器手册（包括ARMv8的32位和64位模式）是详细了解ARM处理器工作原理的关键资源。ARMv8架构是ARM公司为高性能计算和移动设备设计的一种64位指令集，同时也兼容32位指令集，以确保向后兼容性。在ARMv8-A...
ARM64 寄存器、常用汇编指令收集
hknaruto的专栏
04-13 4782
ARM64 有34个寄存器，包括31个通用寄存器、SP、PC、CPSR。x0-x7: 用于子程序调用时的参数传递，X0还用于返回值传递x0 - x30是31个通用整形寄存器。每个寄存器可以存取一个64位大小的数。当使用x0 - x30访问时，它就是一个64位的数。当使用w0 - w30访问时，访问的是这些寄存器的低32位，如图：CPSR(状态寄存器)作者：thinkq链接：https://www.jianshu.com/p/2f4a5f74ac7a来源：简书著作权归作者所有。
【arm64】——寄存器
怡宝2号
04-09 1119
转载自:https://blog.youkuaiyun.com/qq_24622489/article/details/89161125 x0~x7：传递子程序的参数和返回值，使用时不需要保存，多余的参数用堆栈传递，64位的返回结果保存在x0中。 x8：用于保存子程序的返回地址，使用时不需要保存。 x9~x15：临时寄存器，也叫可变寄存器，子程序使用时不需要保存。 x16~x17：子程序内部调用寄存器（IPx），使用时不需要保存，尽量不要使用。 x18：平台寄存器，它的使用与平台相关，尽量不要使用。 x19~x2.
ARM64架构的寄存器
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TNT的博客
04-09 1万+
ARM64提供了31个通用寄存器，其用途如下表： x0~x7：传递子程序的参数和返回值，使用时不需要保存，多余的参数用堆栈传递，64位的返回结果保存在x0中。 x8：用于保存子程序的返回地址，使用时不需要保存。 x9~x15：临时寄存器，也叫可变寄存器，子程序使用时不需要保存。 x16~x17：子程序内部调用寄存器（IPx），使用时不需要保存，尽量不要使用。 x18：平台寄存器，它的使用与平台相...
[register]-ARM64重要寄存器介绍
baron-周贺贺-代码改变世界ctw
06-29 1万+
PSTATE(process state)是一些状态位. 一些位仅在aarch32 state下使用、一些位仅在aarch64 state下使用、一些位可以同时在aarch32/aarch64 state下使用; 1、PSTATE aarch64的读写 在aarch64中，只能可以通过MSR/MRS指令访问特殊寄存器(special-purpose)的方式读写这些位. 除了这些特殊寄存器中表示的位，PSTATE的其它位都是不能访问的. （1）、 这些特殊的寄存器包含 : NZCV、DAIF、CurrentE
ARM64 registers
yxw0609131056的博客
07-22 1973
参考文档：《ARM Cortex-A Series Programmer's Guide for ARMv8-A》 一、通用寄存器 1、arm64一共有31个通用寄存器，X0~X30 其中X29，又称FP寄存器，而X30，又称LR寄存器 每一个通用寄存器都有两种表示：Xn 和 Wn，其中Xn代表64bit，Wn代表低32bit，因此读Wn，相当于读Xn的低32bit值，写Wn，相当于将其进行零扩展至64bi...
ARM处理器 -- ARM64 MPIDR_EL1寄存器
hello_yj的专栏
08-12 3355
本文目的在于理解MPIDR_EL1寄存器，掌握处理器亲和寄存器作用。
ARM寄存器
sunna346867721的专栏
06-21 7140
ARM V8的64位寄存器 ARM V8共有31个通用寄存器和2个特殊寄存器，都是64位。31个通用寄存器用X0到X30来表示，两个特殊寄存器是SP和ZR。 SP是栈指针，其内容是栈底的地址，必须满足16字节对齐的条件，否则无法使用。例如： ADD SP, SP, #8 这种用法是错误的，因为所得到的SP不满足16字节对齐的条件，造成之后的SP不可用。 ZR是0寄存器。当用作源寄
ARM64寄存器置零专用指令
04-25
<think>嗯，用户现在想了解ARM64架构下寄存器清零的专用指令，以及之前提到的`__asm__ __volatile__("str x17, [%0]" :: "r"(addr) : "memory")`这条指令的功能详解。根据之前的对话，用户已经对这条指令的作用有了一定的理解，但可能希望更深入，尤其是结合寄存器清零的指令。 首先，我需要确认用户提到的寄存器清零的专用指令。在ARM64中，是否有专门的指令来将寄存器置零？是的，通常使用`mov`指令，例如`mov x0, #0`，或者更高效的`eor`（异或）指令，比如`eor x0, x0, x0`，因为异或自己会得到零，且在某些情况下可能更高效。不过，是否有其他专用指令呢？比如`cset`或者`cinc`等条件指令，但这些可能不是直接用于清零。所以，主要应该是`mov`和`eor`这两种方式。 接下来，用户提到的`str x17, [addr]`这条指令，之前已经解释过是将x17的值存储到addr指定的内存地址。但结合用户提供的引用内容，尤其是引用[1]中提到x16和x17寄存器由链接器使用，用户不可用，这可能影响到代码的正确性。比如，如果用户在自己的汇编代码中使用x17，可能会与链接器的使用冲突，导致不可预期的结果。因此，在编写内联汇编时，需要注意不要破坏这些保留寄存器的值，或者在破坏时进行保存和恢复。 然后，用户还引用了关于`.set feature`的内容，这可能与汇编器的行为有关，比如是否允许使用某些宏或指令重排。不过这可能与当前问题关联不大，但需要留意，确保汇编代码的兼容性。 用户现在可能希望了解如何安全地使用这些寄存器，尤其是在清零操作时如何避免冲突。例如，使用x17寄存器进行存储操作时，是否会影响链接器的工作？根据引用[1]，x16和x17是保留的，所以在用户代码中应避免使用，除非必要，并且在必须使用时需要保存和恢复原有值。 此外，用户可能想知道在内联汇编中如何正确清零寄存器，同时遵守ARM64的过程调用标准（PCS）。例如，哪些寄存器是被调用者保存的，哪些是调用者保存的，这样在函数中修改这些寄存器时是否需要保存上下文。例如，x19到x28是被调用者保存的，如果在函数中修改了这些寄存器，需要在函数入口保存它们的值，并在退出时恢复。 回到具体的指令，`str x17, [addr]`这条指令，结合引用内容，需要注意x17可能被链接器使用，所以使用这个寄存器可能会导致问题。因此，在编写这样的代码时，应尽量避免使用保留寄存器，或者在使用前保存其值，并在使用后恢复。例如，在示例代码中，用户将syscall_id加载到x17，然后存储到内存，这可能在系统调用场景中是必要的，但需要确保不会干扰其他部分的代码。 另外，关于清零指令，比如`mov x17, xzr`，因为xzr是零寄存器，可以将x17清零。但根据引用[1]，x17不应被用户代码使用，所以清零x17可能是不必要的，或者需要特别小心。 总结用户的问题，他们需要两个部分的信息：ARM64下清零寄存器的专用指令，以及之前那条str指令的详细解释，特别是结合保留寄存器的使用注意事项。需要确保回答中涵盖这两个部分，并引用提供的参考资料，尤其是关于寄存器使用的限制和过程调用标准的要求。</think>### ARM64寄存器清零专用指令详解 --- #### **一、寄存器清零指令** 在ARM64架构中，**清零寄存器的专用指令**主要有以下两种形式： 1. **`mov` 指令 + 零寄存器（xzr/wzr）** - **语法**：`mov <目标寄存器>, xzr` 或 `mov <目标寄存器>, wzr` - **功能**：将零寄存器（xzr/wzr）的值（恒为0）复制到目标寄存器。 - **示例**： ```asm mov x0, xzr // 将64位x0寄存器清零 mov w1, wzr // 将32位w1寄存器清零 ``` - **优势**：直接利用零寄存器（xzr/wzr）的硬件特性，效率最高[^1]。 2. **异或指令（eor）** - **语法**：`eor <目标寄存器>, <源寄存器>, <源寄存器>` - **功能**：通过寄存器与自身的异或操作清零。 - **示例**： ```asm eor x2, x2, x2 // x2 ^ x2 = 0，结果存回x2 ``` - **适用场景**：在无法使用xzr/wzr时（如某些特殊指令限制），但效率略低于`mov`[^1]。 --- #### **二、`str x17, [addr]` 指令的功能解析** 针对您提到的内联汇编代码 `__asm__ __volatile__("str x17, [%0]" :: "r"(addr) : "memory")`，结合ARM64寄存器使用规范[^1]，具体分析如下： 1. **指令功能** - **`str x17, [addr]`**：将寄存器`x17`的值存储到`addr`指定的内存地址。 - **关键约束**：根据ARM64 PCS（过程调用标准），`x16`和`x17`为**临时寄存器（由链接器保留使用）**，用户代码需避免主动使用，除非明确知晓其用途（如系统调用参数传递）[^1]。 2. **代码风险与规避** - **风险1：寄存器冲突** - `x17`可能被链接器用于内部操作（如动态链接），直接操作可能破坏其原有值，导致程序异常。 - **解决方案**：若非必要，应避免直接使用`x16`/`x17`。若必须使用，需在操作前保存原值，操作后恢复： ```c uint64_t backup_x17; __asm__ __volatile__( "mov %0, x17\n\t" // 保存x17 "str xzr, [%1]\n\t" // 使用xzr清零内存（替代x17） "mov x17, %0" // 恢复x17 : "=r"(backup_x17) : "r"(addr) : "memory" ); ``` - **风险2：内存地址有效性** - 若`addr`指向未映射或只读内存，会触发**段错误（SIGSEGV）**。需确保地址合法性。 3. **`__volatile__`与`"memory"`的作用** - **`__volatile__`**：禁止编译器优化，确保指令按顺序执行。 - **`"memory"`标记**：强制编译器刷新内存缓存，确保内存操作的可见性（多核/多线程场景必需）[^1]。 --- #### **三、安全清零寄存器的代码示例** ```c // 清零x0寄存器并存储到内存地址addr __asm__ __volatile__( "str xzr, [%0]" // 直接使用xzr清零内存，无需操作通用寄存器 : : "r"(addr) : "memory" ); // 清零x1寄存器（非内存操作） __asm__ __volatile__( "mov x1, xzr" : : : "x1" // 声明x1被修改 ); ``` --- #### **四、关键寄存器使用规范（ARM64 PCS）** | 寄存器 | 用途 | 是否需保存 | |--------|-----------------------|------------| | x0-x15 | 参数/临时寄存器 | 调用者保存 | | x16-x17| 链接器保留（勿主动使用）| 是 | | x18 | 平台保留（如线程指针）| 是 | | x19-x28| 被调用者保存寄存器 | 是 | | x29-x30| 帧指针（FP）、返回地址（LR）| 是 | --- ### **相关问题** 1. **如何通过内联汇编实现内存屏障（Memory Barrier）？** （提示：使用`dmb sy`指令 + `"memory"`标记） 2. **ARM64中`xzr`和`wzr`寄存器的设计意义是什么？** （答案：提供硬件级零值，优化清零操作） 3. **为什么`x16`和`x17`被链接器保留使用？** （参考：动态代码生成和过程间调用协议[^1]） 4. **在驱动开发中，如何安全操作设备寄存器？** （提示：使用`volatile`指针 + 内存屏障） --- ### **总结** - **清零寄存器**：优先使用`mov`指令结合`xzr`/`wzr`，避免依赖临时寄存器。 - **`str x17`的风险**：需严格遵循PCS，避免操作保留寄存器。 - **内存操作安全**：通过`volatile`和`"memory"`确保时序和可见性。
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