通過彙編一個簡單的C程式，分析彙編代碼理解電腦是如何工作的

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姓名：呂松鴻 

    學號：20135229

（ *原創作品轉載請註明出處*）

（ 學習課程：《Linux核心分析》MOOC課程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 ）

一、儲存程式電腦1.1馮諾依曼體繫結構：即具有儲存程式的電腦體繫結構

目前大多數擁有計算和儲存功能的裝置（智能手機、平板、電腦等）其核心構造均為馮諾依曼體繫結構

1. 從硬體來看

• CPU與記憶體通過主線串連，CPU上的IP（可能是16、32、64位）總指向記憶體的某一塊地區；IP指向的CS（程式碼片段）也在記憶體中；CPU總是執行IP指向的指令。

     2. 從軟體來看

• API（API，與編程人員）與ABI（程式與CPU的借口介面） 是兩個比較重要的軟體介面

1.2 

關於ABI：指令編碼；指令中涉及的寄存器布局；大多數指令可以直接存取記憶體

1.3 

（E代表32位系統）EIP在CPU執行完一條指令之後自加一（自動加一條指令，而不是一個位元組或是32位），當然也可以被其它指令，如CALL,RET等修改

二、x86彙編基礎2.1 x86（32位）的寄存器中，低16位作為16位register2.2 關於堆棧段寄存器

EBP（堆棧基底位址暫存器）；ESP（堆棧頂指標寄存器）。上述兩個寄存器較為頻繁地使用於組譯工具中

2.3 關於程式碼片段寄存器

CPU實際取指令的時候通過cs:eip來描述

2.4 64位CPU

其實與32位在核心機制上差別不大，64位的機器中，寄存器以RXX表示

2.5 常見彙編指令

1. 尾碼的b,w,l,q分別代表8，16，32，64位
2. 以%標識的寄存器定址不與記憶體“打交道”
3. 直接定址&立即數定址
   1. movl $0x123,%eax —— %eax=0x123
   2. movl 0x123,%eax —— 立即數是以$開頭的十六進位數值。直接存取指定的記憶體位址（0x123）中的資料然後賦給%eax
4. 變址定址  movl 4(%ebx),%edx//edx = *(inet_32 *)(ebx+4)，即ebx的值加4之後作為一個地址，將其指向的資料賦給%edx
5. 大多數指令都可以直接存取記憶體位址
6. Linux使用的A&T彙編格式與Intel彙編略有不同

7. 幾條重要的彙編指令

2.6彙編小程式練習

 

三、彙編一個簡單的C程式3.1 將C代碼編譯成彙編代碼

• 將代碼在實驗樓環境中（64位）儲存之後，建議使用 -m32將其編譯為32位的彙編代碼

• 具體如下：

   gcc -S -o main.s main.c -m32

• 關於leave指令
  • leave指令與enter指令一起相當於兩條巨集指令
  • （
  • enter指令相當於在原來的堆棧上再建一個新的空堆棧【因為將棧底指標%ebp挪到和棧頂指標相同的位置了】
  • leave指令與enter相反，相當於撤銷函數呼叫堆疊【把棧頂指標提上來，則撤消了該棧】
• 函數呼叫堆疊是由邏輯上多個堆棧疊加起來的。
• 函數的傳回值預設用%eax儲存，然後返回給上一級函數。

3.2 練習2

 

1. 函數應該如下：

   int g(int x){    return x+8;}int main(void){    return g(8)-8;}

 實驗部分實驗步驟

實驗代碼：

代碼彙編結果

 

實驗分析

實驗總結：

1.電腦的硬體設施部分，就如第一講中講到的那樣，除了核心CPU之外，還有寄存器、快取、主存乃至外存這樣種類繁多的存放裝置。存放裝置（這也是馮 諾依曼體繫結構的一個重要支點）根本目的就是為CPU服務，儲存各種各樣的、區分輕重緩急的資料；

2.一步一步對組合語言進行分析，使我對堆棧的調用認識更加深刻，對這部分的知識更加瞭然於胸，對我今後的課程奠定了紮實的基礎

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