電腦中的資訊=位+上下文(轉)

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　　電腦中的資訊=位+上下文。進一步，資訊可以分為兩大類：一類是資料，一類是指令。指令用來表明操作的動作，資料用來表明被操作的對象，這兩者同時也構成了一個完整的程式。

　　對於資料而言，我們先來談整數的表示和運算。無符號編碼錶示無符號數，補碼錶示有符號數，相信大家對這兩種編碼應該是非常熟悉的（無符號編碼沒有符號位，補碼的最高位表示符號位）。

　　在整數的運算方面一共有兩種，一種是算術運算，一種是邏輯運算。算術運算就指平常的加減乘數，當然要注意溢出、符號位等各種情況（這個講起來的話太多了，而且我也擔心自己講不好，不懂的讀者可以去翻翻書）。邏輯運算主要包括移位操作、或與非等，對於移位操作，一定要注意是算術右移還是邏輯右移，演算法右移在所缺的位置要補齊符號位，邏輯右移要補齊零。

　　由於浮點型的表示和運算，我也掌握的不是太好，讀者自己翻書吧。

　　對於指令而言，有傳送指令、算術指令、邏輯指令、跳轉指令以及支援程序呼叫和返回的指令。這些指令與c語言中的結構都是對應的，下面我會為大家講解。

　　傳送指令主要是mov a, b這種形式，像c語言中的賦值操作以及取某個變數的值等最後都會轉化為這種指令。傳送指令一共有三種定址方式。第一種方式為立即數定址，形式為mov $imm, EM，表示將imm傳送到寄存器或者儲存空間EM中；第二種方式為寄存器定址，形式為mov Ea, EM，表示將寄存器Ea中的值傳送到EM中；第三種為儲存空間定址，形式為mov (Ea), EM，表示將寄存器中的值所表示的儲存空間位置的值傳送到EM中，當然這個有很多變形，但本質是一樣的。要注意到不能從儲存空間傳送到儲存空間。

　　在算術和邏輯指令中，像加減乘除、或與非、移位操作自不必說，在c語言中的這些操作與彙編中基本是沒什麼區別。我主要來說一下lea，即載入有效地址指令，它是mov指令的變形。指令形式為lea S, D，效果是將S的地址傳送到D中，其中D必須為寄存器，像c語言中的求地址操作&就對應這種組合語言。例如lea (Ea), Eb，在mov指令中表示將寄存器中的值所表示的儲存空間位置的值傳送到Eb中，而在lea指令中表示將寄存器Ea中的值傳送到寄存器Eb中。同時還可以用這個指令來進行一些算術運算。

　　跳轉指令主要包括無條件跳轉和有條件跳轉，無條件跳轉的形式為jmp Label或者jmp *Operand，後者的跳轉目標是從寄存器或者儲存空間中讀出的。對於有條件跳轉，只有在符合某些條件的情況下才會跳轉，比如je、jne等，那麼在彙編中是如何知道這些條件成立不成立呢？除了整數寄存器，CPU還包含一組單個位的條件碼寄存器，比如CF（無符號溢出）、ZF（零）、SF（負數）、OF（有符號溢出），它們描述的是最近操作的屬性，也有一些指令專門用來設定條件碼而不修改其他寄存器，像test、cmp。跳轉指令根據這些條件碼的組合情況來決定是否跳轉。在c語言中像if語言、for語言、while語言、switch語言最終都會翻譯成跳轉指令。

　　最後一種指令就是支援程序呼叫和返回的指令。其中call指令用來程序呼叫，ret指令用來從程序呼叫中返回。c語言中的過程最後會翻譯為彙編中的程序呼叫代碼。在x86系統中一共有8個整數寄存器，其中有兩個寄存器支援過程的實現，分別是棧指標%esp，幀指標%ebp。當執行call Label時（Label表示被調用的標記，也可以是*Operand的形式），電腦將返回地址（調用者的下一條指令地址）入棧，再將幀指標中儲存的值（調用者的幀指標）入棧，最後將棧指標中儲存的值傳給幀指標，下面就開始執行被調用者中的指令，當執行ret返回時就是call指令的逆序，先將幀指標中儲存的值傳給棧指標，再push %ebp，將返回地址更新到程式計數器中，繼續調用函數的執行。

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電腦中的資訊=位+上下文(轉)