第一节 计算机是如何工作的
By 20135203齐岳
存储程序计算机工作模型
存储程序计算机——冯诺依曼体系结构
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IP:寄存器，总是指向内存的代码段。IP(16位) 32位(EIP) 64位(RIP)。
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内存：保存数据和指令。
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CPU：CPU从IP指向的内存地址取指令执行，执行之后IP自加一，然后继续执行
for(;;){ next instruction } -
API：应用程序编程接口。程序员与计算机的接口界面。
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ABI：程序与CPU接口界面（二进制编码）。
X86汇编基础
X86寄存器
通用寄存器
段寄存器
- CS：代码段寄存器，存储指令。CPU取指令时根据CS+eip来确定指令的地址。
- DS：数据段寄存器，存储数据段的段值。
- SS：堆栈段寄存器，存储堆栈段的段值。
- FS、GS、ES：附加段寄存器，存储附加数据段的内容。
常用汇编指令
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movl
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pushl %eax：将eax寄存器放进堆栈的栈底。
subl $4,%esp movl %eax,(%esp) -
popl %eax：将栈顶的数值放入eax里面。
movl （%esp），%eax addl $4,%esp -
call 0x12345：函数调用，调用0x12345这个地址。
pushl %eip(*) movl $0x12345,%eip(*) -
ret:将函数调用时候保存的eip出栈，执行函数调用之后的下一条指令。
popl %eip(*) -
enter:将栈置为空
pushl %ebp movl %esp,%ebp -
leave:撤销函数堆栈，释放内存空间
movl %ebp,%esp popl %ebp
注意：( * )表示伪指令，实际上程序员不能直接修改eip，会有安全隐患
常用寻址方式
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寄存器寻址：%+寄存器名称,与内存无关。
movl %eax，%edx edx=eax; -
立即寻址：$+16进制的数字，将数值直接放进寄存器当中，与内存无关。
movl $0X123,%edx edx=123; -
直接寻址：一个16进制数字表示一个地址。
movl 0x123,%edx edx=*(int32_t*)0x123; -
间接寻址：寄存器的值表示一个内存地址，将这个内存地址中的值放进寄存器中。
movl (%ebx),%edx edx=*(int32_t*)ebx; -
变址寻址：括号外面的数字表示寄存器地址加一个立即数。
movl 4(%ebx),%edx edx=*(int32_t*)(ebx+4);
注意：AT&T汇编格式与Intel汇编格式略有不同，linux内核使用的是AT&T汇编格式。
汇编一个简单的C程序分析其汇编指令执行过程
由于理论知识在上学期的博客中详细写过，所以这里直接用课后作业来说明
C语言代码
汇编代码
堆栈变化过程
执行leave语句时将esp指向ebp的位置，然后将ebp出栈从而释放函数所使用的堆栈。
执行将函数调用时候保存的eip出栈，执行函数调用之后的下一条指令。
函数返回值保存在eax当中，随着函数调用的结束它的值依次被修改。
注意：
1.函数调用堆栈是由逻辑上多个堆栈叠加起来的
2.函数的默认返回值通过eax寄存器存储返回给上一级函数
参考资料
【原创作品转载请注明出处】 《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000