[M1 Mac, Big Sur 11.6.8, clang 13.0.0, NO IDE]
LLDBを使ってレジスタ値やメモリ値の変化を把握し、アセンブリ言語の仕組みを確認しました。
アセンブリ言語のコード全55行の1行ごとにregister readコマンド、memory readコマンドを実行して、レジスタ値、スタック作業領域(sp〜fp)の値を出力し、Excelに貼り付けるというなかなか手間のかかる作業でした。
まず変数は静的領域に格納され、関数の引数に使われる変数はスタック領域にコピーします。
そしてレジスタに即値かスタック領域の番地をコピーしてから、関数を呼び出します。
printfの引数でiのように&がついていないものはレジスタに即値がコピーされていて、&cのように&がついているものはスタック領域に格納されている変数の番地がレジスタにコピーされます。
&は”スタック領域にある変数の番地をレジスタにコピーする”目印だということが理解できました。
vmmapコマンドでメモリ領域の内訳等が出力できます。
#include <stdio.h>
int main() {
int i;
char c[] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e'};
char* c_ptr;
char* c_ptr2;
i = 1000;
c_ptr = 'xyz';
c_ptr2 = "stu"; // ダブルクォートではstuが格納されている静的領域メモリ番地がスタック領域にコピーされる
printf("i: %d\n", i);
printf("c: %s\n", &c);
printf("c_ptr: %s\n", &c_ptr);
printf("c_ptr2: %s\n", &c_ptr2);
return 0;
}test`main:
0x100003e48 <+0>: sub sp, sp, #0x60 ; =0x60
0x100003e4c <+4>: stp x29, x30, [sp, #0x50]
0x100003e50 <+8>: mov w8, #0x0
0x100003e54 <+12>: str w8, [sp, #0x2c]
0x100003e58 <+16>: str wzr, [sp, #0x4c]
0x100003e5c <+20>: adrp x8, 0
0x100003e60 <+24>: add x8, x8, #0xf50 ; =0xf50
0x100003e64 <+28>: ldr w9, [x8]
0x100003e68 <+32>: add x10, sp, #0x40 ; =0x40
0x100003e6c <+36>: str x10, [sp, #0x10]
0x100003e70 <+40>: str w9, [sp, #0x40]
0x100003e74 <+44>: ldrb w8, [x8, #0x4]
0x100003e78 <+48>: strb w8, [sp, #0x44]
0x100003e7c <+52>: mov w8, #0x3e8
0x100003e80 <+56>: str w8, [sp, #0x48]
0x100003e84 <+60>: add x8, sp, #0x38 ; =0x38
0x100003e88 <+64>: str x8, [sp, #0x18]
0x100003e8c <+68>: mov x8, #0x797a
0x100003e90 <+72>: movk x8, #0x78, lsl #16
0x100003e94 <+76>: str x8, [sp, #0x38]
0x100003e98 <+80>: add x8, sp, #0x30 ; =0x30
0x100003e9c <+84>: str x8, [sp, #0x20]
0x100003ea0 <+88>: adrp x8, 0
0x100003ea4 <+92>: add x8, x8, #0xf55 ; =0xf55
0x100003ea8 <+96>: str x8, [sp, #0x30]
0x100003eac <+100>: ldr w9, [sp, #0x48]
0x100003eb0 <+104>: mov x8, x9
0x100003eb4 <+108>: adrp x0, 0
0x100003eb8 <+112>: add x0, x0, #0xf59 ; =0xf59
0x100003ebc <+116>: mov x9, sp
0x100003ec0 <+120>: str x8, [x9]
0x100003ec4 <+124>: bl 0x100003f20 ; symbol stub for: printf
0x100003ec8 <+128>: ldr x8, [sp, #0x10]
0x100003ecc <+132>: adrp x0, 0
0x100003ed0 <+136>: add x0, x0, #0xf60 ; =0xf60
0x100003ed4 <+140>: mov x9, sp
0x100003ed8 <+144>: str x8, [x9]
0x100003edc <+148>: bl 0x100003f20 ; symbol stub for: printf
0x100003ee0 <+152>: ldr x8, [sp, #0x18]
0x100003ee4 <+156>: adrp x0, 0
0x100003ee8 <+160>: add x0, x0, #0xf67 ; =0xf67
0x100003eec <+164>: mov x9, sp
0x100003ef0 <+168>: str x8, [x9]
0x100003ef4 <+172>: bl 0x100003f20 ; symbol stub for: printf
0x100003ef8 <+176>: ldr x8, [sp, #0x20]
0x100003efc <+180>: adrp x0, 0
0x100003f00 <+184>: add x0, x0, #0xf72 ; =0xf72
0x100003f04 <+188>: mov x9, sp
0x100003f08 <+192>: str x8, [x9]
0x100003f0c <+196>: bl 0x100003f20 ; symbol stub for: printf
0x100003f10 <+200>: ldr w0, [sp, #0x2c]
0x100003f14 <+204>: ldp x29, x30, [sp, #0x50]
0x100003f18 <+208>: add sp, sp, #0x60 ; =0x60
0x100003f1c <+212>: ret ~ $ vmmap 28644
Process: test [28644]
Path: /Volumes/VOLUME/*/test
Load Address: 0x100000000
Identifier: test
Version: ???
Code Type: ARM64
Platform: macOS
Parent Process: debugserver [28645]
Date/Time: 2022-10-08 15:55:12.687 +0900
Launch Time: 2022-10-08 15:54:41.754 +0900
OS Version: macOS 11.6.1 (20G224)
Report Version: 7
Analysis Tool: /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/usr/bin/vmmap
Analysis Tool Version: Xcode 13.2.1 (13C100)
Physical footprint: 865K
Physical footprint (peak): 865K
----
Virtual Memory Map of process 28644 (test)
Output report format: 2.4 -- 64-bit process
VM page size: 16384 bytes
==== Non-writable regions for process 28644
REGION TYPE START - END [ VSIZE RSDNT DIRTY SWAP] PRT/MAX SHRMOD PURGE REGION DETAIL
__TEXT 100000000-100004000 [ 16K 16K 16K 0K] r-x/rwx SM=COW /Volumes/VOLUME/*/test
__DATA_CONST 100004000-100008000 [ 16K 16K 16K 0K] r--/rw- SM=COW /Volumes/VOLUME/*/test
__LINKEDIT 10000c000-100010000 [ 16K 16K 0K 0K] r--/r-- SM=COW /Volumes/VOLUME/*/test
__TEXT 100010000-100024000 [ 80K 80K 0K 0K] r-x/r-x SM=COW /usr/lib/dyld
__TEXT 100024000-100028000 [ 16K 16K 16K 0K] r-x/rwx SM=COW /usr/lib/dyld
__TEXT 100028000-100090000 [ 416K 368K 0K 0K] r-x/r-x SM=COW /usr/lib/dyld
__DATA_CONST 100090000-100098000 [ 32K 16K 16K 16K] r--/rw- SM=COW /usr/lib/dyld
__LINKEDIT 1000d0000-100114000 [ 272K 240K 0K 0K] r--/r-- SM=COW /usr/lib/dyld
__LINKEDIT 100114000-100118000 [ 16K 0K 0K 0K] r--/r-- SM=NUL /usr/lib/dyld
shared memory 100120000-100124000 [ 16K 16K 16K 0K] r--/r-- SM=SHM
MALLOC metadata 100124000-100128000 [ 16K 16K 16K 0K] r--/rwx SM=ZER ...cZone_0x100124000 zone structure
MALLOC guard page 10012c000-100130000 [ 16K 0K 0K 0K] ---/rwx SM=ZER
MALLOC guard page 100138000-10013c000 [ 16K 0K 0K 0K] ---/rwx SM=ZER
MALLOC guard page 10013c000-100140000 [ 16K 0K 0K 0K] ---/rwx SM=NUL
MALLOC guard page 100148000-100150000 [ 32K 0K 0K 0K] ---/rwx SM=NUL
MALLOC guard page 100158000-10015c000 [ 16K 0K 0K 0K] ---/rwx SM=NUL
MALLOC metadata 10015c000-100160000 [ 16K 16K 16K 0K] r--/rwx SM=PRV
STACK GUARD 16be00000-16f604000 [ 56.0M 0K 0K 0K] ---/rwx SM=NUL stack guard for thread 0
__TEXT 18e5be000-18e5c0000 [ 8K 8K 0K 0K] r-x/r-x SM=COW ...ib/system/libsystem_blocks.dylib
__TEXT 18e5c0000-18e5f8000 [ 224K 224K 0K 0K] r-x/r-x SM=COW /usr/lib/system/libxpc.dylib
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