朱宇軻?+ 原創作品轉載請注明出處 + 《Linux內核分析》MOOC課程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000

/*-------------------------------------以下內容是課堂筆記，咿呀咿呀呦！------------------------------------------*/

本課主要對計算機的運行原理和匯編語言進行了簡單的介紹。

馮若依曼體系結構即存儲程序計算機，也就是將程序寫在內存中，由CPU通過總線從內存中讀取一條條程序，根據程序的內容執行具體的步驟。

如圖所示

CPU在讀取指令時，通過寄存器IP來指向下一條指令（如果是32位系統，則為EIP）

CPU的寄存器分為通用寄存器、段寄存器、狀態寄存器

四種尋址方式：

movl %eax,%edx ? ? edx=eax ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?寄存器尋址

movl $0x123,%edx ?edx=0x123 ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?立即尋址

movl 0x123,%edx ? ?edx=*(int32_t*)0x123? ? ? ? 直接尋址

movl (%ebx),%edx ? edx=*(int32_t*)ebx ?? ? ? ? ?間接尋址

movl 4(%ebx),%edx ?edx=*(int32_t*)(ebx+4)? ? 變址尋址

了解pushl、popl、call 0x12345、ret命令

注意:IP寄存器一般不能隨便修改，只能通過call、ret等命令更改！

函數的返回值默認使用EAX寄存器存儲返回給上一級函數

? ??

/*-------------------------以下內容是實驗分析，咿呀咿呀呦！------------------------------------------*/

? ? ?首先寫下這么一段C程序：

1 //linux.c 2 int g(x) 3 { 4 return x+3; 5 } 6 int f(x) 7 { 8 return g(x); 9 } 10 int main() 11 { 12 return f(10)+1; 13 }

　　在Linux的環境中輸入如下指令：

gcc –S –o linux.s linux.c -m32

　　然后打開linux.s，就可以看到我們匯編后的代碼（直接上截圖了）

　

　　　將里面以“.”開頭的行去掉（這是為鏈接用的），得到匯編后的代碼：

1 g: 2 pushl %ebp 3 movl %esp, %ebp 4 movl 8(%ebp), %eax 5 addl $3, %eax 6 popl %ebp 7 ret 8 f: 9 pushl %ebp 10 movl %esp, %ebp 11 subl $4, %esp 12 movl 8(%ebp), %eax 13 movl %eax, (%esp) 14 call g 15 leave 16 ret 17 main: 18 pushl %ebp 19 movl %esp, %ebp 20 subl $4, %esp 21 movl $10, (%esp) 22 call f 23 addl $1, %eax 24 leave 25 ret

?　　接下來我們來分析一下改程序具體的流程。

　　程序一開始，CPU的IP寄存器指向匯編代碼的第18行，假設堆棧在內存中的地址分別為0,1,2,3……堆棧基指針寄存器（EBP）和堆棧頂指針寄存器（ESP）均指向堆棧段0處。

　　第18~21行首先為main函數開辟新的內存區域，之后將傳的參數10入棧，此時堆棧段如下所示：

　　

　　然后程序調用call 函數，將IP入棧，IP指向代碼第9行f處。

　　在f函數的代碼處，首先為f函數開辟新的內存區域，接著將傳入的參數10賦值給EAX，并將EAX入棧，此時堆棧段內存如下圖：

　　程序在此調用call進入g函數。在g函數中，同樣先是開辟內存空間，然后將參數傳給EAX，并將EAX的值加上3。

　　之后將EBP出棧，并調用ret命令。此時IP重新指向f函數call之后的命令，堆棧內存的情況如下：

　　

　　之后就是不斷的調用leave與ret命令，跳出當前的內存區域，回到上一級函數的內存區域中，并將EAX的值加3，直到跳出main函數，至此程序結束。

　　從上面的分析中，我覺得可以歸納出以下幾點：

　　1.計算機的運行流程確是遵循馮諾依曼框架，CPU將內存中的代碼和數據讀取到自己的寄存器中，再根據一條條命令調用寄存器進行進一步的操作。

　　2.在進入每一個程序之前，CPU都會將上一級的EIP和EBP壓棧，相當于為新的函數重新開辟了一段新的內存空間，直到退出函數的時候才將它們出棧。與此同時，將函數的返回值保存在EAX中。

　　3.CPU的各個寄存器都有不同的分工，如EIP指向要執行的代碼，EAX存儲返回值等。它們貫穿于整個程序執行流程，自己寫程序時一般不要輕易改動。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的从一段代码的汇编看计算机的工作原理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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