printf函数参数传递机制及对应ARM64汇编指令解析咨询

原C程序 #

void f()
{
  int i, x = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
    x++;

  printf("Value of x: %d\n", x);
}

对应ARM64汇编代码 #

00000000000007d4 <f>:
 7d4:   a9be7bfd    stp x29, x30, [sp, #-32]!
 7d8:   910003fd    mov x29, sp
 7dc:   b9001fff    str wzr, [sp, #28]
 7e0:   b9001bff    str wzr, [sp, #24]
 7e4:   14000007    b   800 <f+0x2c>
 7e8:   b9401fe0    ldr w0, [sp, #28]
 7ec:   11000400    add w0, w0, #0x1
 7f0:   b9001fe0    str w0, [sp, #28]
 7f4:   b9401be0    ldr w0, [sp, #24]
 7f8:   11000400    add w0, w0, #0x1
 7fc:   b9001be0    str w0, [sp, #24]
 800:   b9401be0    ldr w0, [sp, #24] 
 804:   7100241f    cmp w0, #0x9
 808:   54ffff0d    b.le    7e8 <f+0x14>
 80c:   b9401fe1    ldr w1, [sp, #28]
 810:   90000000    adrp    x0, 0 <__abi_tag-0x278>
 814:   9121c000    add x0, x0, #0x870
 818:   97ffff9a    bl  680 <printf@plt>
 81c:   d503201f    nop
 820:   a8c27bfd    ldp x29, x30, [sp], #32
 824:   d65f03c0    ret

疑问解答 #

1. add x0, x0, #0x870 的作用 #

ARM64的adrp指令会把目标地址所在4KB页面的起始地址加载到x0中，而add x0, x0, #0x870是在这个页面基地址的基础上加上偏移量0x870，最终得到的就是字符串"Value of x: %d\n"在内存中的实际地址。

2. 818行指令 bl 680 <printf@plt> 的含义 #

• bl是带链接的分支指令：执行时会把当前指令的下一条地址（返回地址）保存到x30（链接寄存器），然后跳转到0x680地址处执行。
• <printf@plt>表示这是**过程链接表（PLT）**中的printf入口。PLT是动态链接的机制，用来处理对外部库函数（比如libc里的printf）的调用，程序运行时会通过PLT找到printf的实际地址并执行。

3. printf函数的参数传递规则 #

ARM64遵循AAPCS64（ARM 64位架构过程调用标准）：

• 前8个整数/指针参数用x0-x7寄存器传递，浮点参数用d0-d7传递，超出的参数才会放到栈上。
• 对于printf("Value of x: %d\n", x)：
  • 第一个参数（格式字符串的地址）通过x0传递，也就是前面adrp+add指令计算出的地址；
  • 第二个参数（变量x的值）通过w1传递（x是int类型，用32位寄存器w1，对应64位x1的低32位），也就是80c行ldr w1, [sp, #28]把栈上的x值加载到w1中。

4. 为什么汇编中看不到字符串"Value of x: %d\n"？ #

字符串属于程序的只读数据段（.rodata），你看到的汇编是函数f所在的代码段（.text）内容，汇编器不会把只读数据直接放到代码段里，只会通过地址引用它——前面的adrp+add就是在计算这个字符串的地址。如果查看程序的只读数据段，就能找到该字符串的二进制内容。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者JaytheInj