在 Apple Silicon Mac 上入门汇编语言

2019年，我在GitHub上创建了一个仓库Assembly-on-macOS。在这个仓库里，我写了十三篇博客，从头开始讲如何在macOS系统上入门汇编语言。3年过去了，我对二进制程序分析、汇编语言有了更深入的认识，文笔也有所长进，与此同时，Apple也在更换Mac的架构，将其从intel的amd64架构迁移到ARM的AArch64架构上。因此，我打算重制（也许是remake，也许是remaster，不如叫reforge吧）这个系列，面向使用Apple Silicon Mac的开发者，系统介绍AArch64架构汇编语言的入门知识。

HTML版本：https://evian-zhang.github.io/learn-assembly-on-Apple-Silicon-Mac/index.html

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本人并不是精通汇编语言的大师，写下这一系列也只是记录自己的学习，与各位共同进步。所写文字必有错误阙漏，刍荛之言，望大家不吝斧正。欢迎大家在本仓库中提出Issue或者PR。

背景

我一直认为，对于一个软件开发者而言，了解一些底层的知识是十分必要的。对于汇编、操作系统、处理器的初步了解，十分有利于在日常软件开发中排除bug、优化性能。

但是，对于手持Apple Silicon Mac（即芯片为M系列的Mac）的开发者而言，入门汇编语言却相对更加困难。

1. 如今国内大部分的中文教材，还是停留在32位甚至16位的处理器上，有些还需要DOS来模拟。
2. 虽然也有一些更现代的书籍、博客会介绍如今主流的64位处理器的汇编语言，但是这些介绍往往是基于Linux和Windows操作系统，在macOS上仍然会有一些差异（如mach-O格式的段、节的名称，命名粉碎机制，系统调用号等）。
3. 就算终于找到了基于macOS的汇编语言入门的文章，也往往都是两三年前所写，仍然基于intel的amd64架构。而Apple Silicon的Mac则使用ARM的AArch64架构，两者更是完全不同。

在macOS上使用Docker等虚拟化方案，虽然可以让我们接触amd64架构的Linux系统，但为什么不用原生的呢？

因此，本系列将针对使用Apple Silicon Mac的开发者，介绍AArch64架构汇编语言的入门知识。

需要指出，我写的这一系列文章，并不旨在让读者成为macOS底层的专家，而是让手持Apple Silicon Mac的开发者轻松地入门汇编语言，进而为我国软件独立自主作出自己的贡献。

本系列的目的是让没有接触过汇编语言的开发者，会读、会写汇编语言，既能使用汇编语言写出一些高性能的代码，也能读懂二进制软件的逆向。只不过使用的是AArch64架构，用macOS操作系统。因此，在本系列的文章中，大部分的知识都是跨系统、跨平台都适用的概念，对于macOS独有的一些概念，并不会着重介绍。但也不必担心，本系列中的所有过程、步骤，都可以在macOS上原生执行。

前置知识要求

本系列的前置知识要求并不高，主要包括以下三点：

• 能看懂C语言编写的程序
• 适当了解计算机体系结构知识
• 能够简单使用命令行进行操作

编程环境

我在写这系列文章时，所使用的环境为：

• 芯片

  Apple M1 Pro

• 操作系统

  macOS 12.4

• 操作系统内核

  Darwin Kernel Version 21.5.0

• XNU源码版本

  xnu-8020.101.4，下载于apple-oss-distributions/xnu

• clang版本

  Apple clang version 13.1.6 (clang-1316.0.21.2)

参考资料

• Using as
• OS X Assembler Reference
• Armv8-A Instruction Set Architecture
• Arm Architecture Reference Manual for A-profile architecture
• ARM Assembly Language
• Writing ARM64 Code for Apple Platforms

License

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