AArch64教程第一章

AArch64是一个新的64位模式，它是ARMv8架构下的一部分，它于2011年随着ARM发布。它被逐步部署于智能手机和服务器。所以我认为现在学习一点关于此架构的知识是比较好的。

硬件

目前，有ARMv6/ARMv7的单板电脑是比较容易获得的，其中最流行的一个选择是树莓派。

相反，支持64位ARMv8模式的单板电脑就没有那么多了，但是它们最近也慢慢变得流行了起来。例如，Pine64，ODROID-C2, Dragonboard 410c, 等等。它们中的任何一种都可以做64位开发，但是对于指定电路板的系统开发还是有点不同。

注意：树莓派3有一个实现ARMv8 64位模式的CPU(Cortex-A53)，技术上是能够运行一个64位系统。但是由树莓派基金会提供的软件系统只能运行32位，并且还没有官方计划提供64位系统
更新：SUSE由一个64位的OpenSUSE发布系统，该系统能够运行在树莓派3上。Arch也由一个64位的版本能够安装在树莓派3上。

软件

是否意味着没有硬件则没办法运行AArch64？当然不，我们能够通过交叉工具链和用户模式下的QEMU做很多关于64位的事情。

Ubuntu 16.04的例子

只需要安装QEMU和一个AArch64的交叉工具链

$sudo apt-get install qemu-user gcc-aarch64-linux-gnu

现在测试你能运行一个"Hello world"的C程序。创建一个hello.c，并在该文件中写入以下的代码。

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{printf("Hello AArch64!\n");return 0;
}

现在用前面我们安装过的AArch64的交叉编译器编译它(-static标志很重要)

$aarch64-linux-gnu-gcc -static -o hello hello.c

检查它是一个AArch64的二进制

$ file hello
hello: ELF 64-bit LSB executable, ARM aarch64, version 1 (SYSV), statically linked, for GNU/Linux 3.7.0, BuildID[sha1]=97c2bc66dbe4393aab9e4885df8e223a6baa235a, not stripped

尝试去运行它应该会有一些令人迷惑的错误导致的失败

$ ./hello
-bash: ./hello: No such file or directory

但是我们能够用先前安装的AArch64下的QEMU运行它

$ qemu-aarch64 ./hello
Hello AArch64!

耶！

注意：如果你使用这个选项，记得总是使用qemu-aarch64去运行你的程序。

我们第一个AArch64的编译程序

让我们写一个非常简单的程序，该程序只是返回一个2的错误码

//first.s
.text
.globl main
main:mov w0, #2ret

让我们编译它

$aarch64-linux-gnu-as -c first.s

现在链接它，为了方便起见，我们会用gcc

$aarch64-linux-gnu-gcc -static -o first first.o

运行它，并且检查返回值

$ ./first             # or use qemu-aarch64 ./first
$ echo $?
2

是的！

让我们回顾一下上面的每行代码

//first.s
.text

行1是一个在例子中使用的文件名的注释。任何一个跟随“//”的行都是注释，并且会被忽略。行2是一个汇编指示器，该指示器意思是“现在来到了程序的指令”。这是因为我们能在汇编器文件中表达数据。（数据在.data指示之后）

.globl main

这时另一个汇编器指示，该指示表明main是一个全局符号。这也意味着当构建一个最终的程序，这个文件会有一个全局的main标志，而这个标志是C库开始运行程序的地方

main:mov w0, #2 //w0 ← 2ret        // return

这时我们程序的入口。第六行是main标志（如上所述是一个全局的标志）。第七行和第八行是2个指令。第一个指令是设置寄存器w0里面的值为2（我们会在下一张看到什么是寄存器）。第二句式从main函数返回，我们的程序立刻结束。

当一个函数结束，w0寄存器内的内容被用来决定程序的错误码。这就是echo $0为什么会打印2。

参考文献

有关AArch64的相关文献可以在下面网址找到 ARM® Architecture Reference Manual ARMv8, for ARMv8-A architecture profile

这就是今天的内容。