状态寄存器--CPSR寄存器
CPU内部的寄存器中，有一种特殊的寄存器(对于不同的处理器,个数和结构都可能不同)。这种寄存器在ARM中，被称为状态寄存器就是CPSR(current program status register)寄存器。
CPSR和其他寄存器不一样，其他寄存器是用来存放数据的，都是整个寄存器具有一个含义。而CPSR寄存器是按位起作用的,也就是说,它的每一位都有专门的含义,记录特定的信息。
也叫标记寄存器
注:CPSR寄存器是32位的
- CPSR的低8位（包括I、F、T和M[4：0]）称为控制位，程序无法修改,除非CPU运行于特权模式下，程序才能修改控制位。
- N、Z、C、V均为条件码标志位。它们的内容可被算术或逻辑运算的结果所改变，并且可以决定某条指令是否被执行，意义重大!
N（Negative）标志
CPSR的第31位是 N（符号标志位），它记录相关指令执行后,其结果是否为负数。
如果结果为负数，那么 N = 1；如果结果是非负数，那么 N = 0
注意：在ARM64的指令集中，有的指令的执行时影响状态寄存器的，比如adds / subs / ors等，它们大都是运算指令(进行逻辑或算数运算)
上代码测试
#import <UIKit/UIKit.h>
#import "AppDelegate.h"
void fun(){
asm(
"mov w0, #0x7fffffff\n"
"adds w0, w0, #0x1\n"
"subs w0, w0, #0x1\n"
);
}
int main(int argc, char * argv[]) {
fun();
@autoreleasepool {
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}
Z（Zero）标志
CPSR 的第30位是 Z（0标志位），它记录相关指令执行后,其结果是否为0。
如果结果为0，那么 Z = 1；如果结果不为0，那么Z = 0
对于Z的值，我们可以这样来看，Z 标记相关指令的计算结果是否为0。
如果结果为0，则 N 要记录下"结果为0"这样的肯定信息。
在计算机中1表示逻辑真，表示肯定。所以当结果为0的时候 Z = 1，表示"结果为0"如果结果不为0，则Z要记录下"结果不为0"这样的否定信息。
在计算机中0表示逻辑假，表示否定，所以当结果不为0的时候 Z = 0，表示"结果不为0"。
上代码测试
#import <UIKit/UIKit.h>
#import "AppDelegate.h"
void fun(){
asm(
"mov w0, #0xffffffff\n"
"adds w0, w0, #0x1\n"
"subs w0, w0, #0x1\n"
);
}
int main(int argc, char * argv[]) {
fun();
@autoreleasepool {
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}
C（Carry）标志
CPSR 的第29位是 C（进位标志位），一般情况下，进行无符号数的运算。
加法运算：当运算结果产生了进位时（无符号数溢出），那么 C = 1，否则C = 0
减法运算（包括CMP）：当运算时产生了借位时（无符号数溢出），C=0，否则C=1。
对于位数为 N 的无符号数来说，其对应的二进制信息的最高位，即第N - 1位，就是它的最高有效位，而假想存在的第N位，就是相对于最高有效位的更高位。如下图所示：
-
进位
我们知道，当两个数据相加的时候，有可能产生从最高有效位向更高位的进位。比如两个32位数据：0xaaaaaaaa + 0xaaaaaaaa，将产生进位。由于这个进位值在32位中无法保存，我们就只是简单的说这个进位值丢失了。其实CPU在运算的时候，并不丢弃这个进位制，而是记录在一个特殊的寄存器的某一位上。ARM下就用C位来记录这个进位值。比如，下面的指令
mov w0, #0xaaaaaaaa ;0xa 的二进制是 1010 ==> 1010 1010 1010 ... 1010
adds w0, w0, w0 ;执行后相当于 1010 << 1 进位1（无符号溢出）所以 C 标记 为 1
adds w0, w0, w0 ;执行后相当于 0101 << 1 进位0（无符号没溢出）所以 C 标记 为 0
adds w0, w0, w0 ;重复上面操作
adds w0, w0, w0
-
借位
当两个数据做减法的时候，有可能向更高位借位。再比如，两个32位数据：0x00000000 - 0x000000ff，将产生借位，借位后，相当于计算0x100000000 - 0x000000ff。得到0xffffff01 这个值。由于借了一位，所以C位 用来标记借位。C = 0.比如下面指令：
mov w0, #0x0
subs w0, w0, #0xff
subs w0, w0, #0xff
subs w0, w0, #0xff
V（Overflow）溢出标志
CPSR的第28位是V（溢出标志位），一般情况下，在进行有符号数运算的时候，如果超过了机器所能标识的范围，称为溢出。
- 正数 + 正数 = 值为负数 溢出 V = 1
- 负数 + 负数 = 值为正数 溢出 V = 1
- 正数 + 负数 不可能溢出 V = 0
内存分布
| 内存分布 | 特性 |
|---|---|
| 代码区 | 可读可写 |
| 栈 | 存放参数和局部变量，可读可写 |
| 堆 | 动态申请，可读可写 |
| 全局区 | 可读可写 |
| 常量区 | 只读 |
adrp 指令
是计算指定的数据地址到当前PC值的相对偏移。
adrp x0, 1
/*
假设当前的 PC 寄存器为 0x1002e6874
1.先将1的值左移12位二进制位则为 1 0000 0000 0000 ==> 0x1000
2.将 PC 寄存器的低12位清零，也就是 0x1002e6874 ==> 0x1002e6000
3.最后将1和2的结果相加给 x0 寄存器，
x0 = 0x000001000 + 0x1002e6000
x0 = 0x1002e7000
*/
补充：
- 计算机存储数据它会分为有符号数和无符号数。
- 有符号数是针对二进制来讲的。用最高位作为符号位，“0”代表“+”，“1”代表“-” ；其余数位用作数值位，代表数值。
- 有符号数的表示：计算机中的数据用二进制表示，数的符号也只能用0/1表示。一般用最高有效位（MSB）来表示数的符号，正数用0表示，负数用1表示。
32位 int 中 0x7FFFFFFF为最大值2^31 - 1 、0x80000000为最小值-2^31
-
我们来看看0x80000000的输出
- 0x80000000的二进制位原码为 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
- 若最高位是符号位为1，为负数，则为 -0。
- 可是在代码执行 int i = 0x80000000 ，却输出为 i = -(2^31)。
- 原因是在十六进制中负数的二进制原码的最高位是符号位，后面的31位为序号位，不是值位。
- 1后面的000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000，表示序号1，表示负数中，从小到大的第一位。
- 由于 int 的最小值为 -(2^31)，排在负数从小到大的序号0，所以 int i = 0x80000000，输出为 i = -(2^31)。
-
我们来看看0xFFFFFFFF的输出
- 0xFFFFFFFF的二进制原码为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
- 最高位是符号位为1 ，为负数，序号位为第(2^31) - 1位 （111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111=（2^31-1），
- 所以 0xFFFFFFFF 为负数从小到大 第2^31-1位 ，即 -(2^31) + (2^31-1) = -1
总结：数值 = 该符号下最小值 + 序号位表示数
