《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000
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一、编写代码并生成汇编码。
1、代码如下：（来自课程作业）
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/*file: 01.c*/ int g(int x) { return x+333; } int f(int x) { return g(x); } int main(void) { return f(111)+222; } |
实际截图：
图1.代码截图
2、编译生成汇编代码
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1 |
gcc -S -o 01.s 01.c -m32 |
简化后的汇编代码：
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vim 01.s |
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1 g: 2 pushl %ebp 3 movl %esp, %ebp 4 movl 8(%ebp), %eax 5 addl $333, %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 $111, (%esp) 22 call f 23 addl $222, %eax 24 leave 25 ret |
为了真实性，晒一下截图：
图2. 反汇编代码截图
二、汇编代码运行过程分析
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- 第17行，main函数入口，开始执行main函数。
- 第18~19行，%ebp寄存器中的值入栈，然后将%esp中的值复制到%ebp中。
这一操作就是“保存现场”，即保存当前状态下的工作栈的数据，用于未来退出函数时能够退回到之前的操作指令中。
- 第20行，%esp寄存器的值减去4个字节。表示栈顶减少4个字节，因为栈顶向低地址生长，所以会空出4个字节，用来存放数据“111”。
- 第21行，将立即数“111”存放至栈顶位置。
- 第22行，call f，eip入栈，然后跳转至第9行函数f的入口处。
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- 第9~10行，同18～19行，“保存现场”的操作而已。
- 第11行，%esp减去4个字节，空出来的空间用来存放未来的数据。
- 第12行，将距%ebp偏移值为8的数据保存至%eax寄存器中。数据正好是代码中的“111”。
- 第13行，将%eax寄存器中的值存放至栈顶位置。
- 第14行，调用函数g，eip入栈，跳转至第2行函数g的入口处。
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- 第2～3行，保存现场操作。
- 第4行，将距%ebp偏移值为8的数据保存至%eax寄存器中，也就是将数值“111”保存至%eax中。
- 第5行，将立即数333与%eax寄存器中的数值相加，并保存在%eax寄存器中。
- 第6行，pop操作，将当前栈顶位置的ebp-2恢复至%ebp中，然后%esp的值自动加4。
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- 第7行，ret，即：popl %eip，退回至函数f。
- 第16行，ret，同上，将栈顶的eip-0弹出，eip退回到main()中第23行。
- 第25行，ret，退出main()，程序运行结束，中间结果默认保存在了%eax中。
三、作业小结。
(对“计算机是如何工作的”理解)
从电路角度来说，计算机不过是一堆电子门电路的组合、叠加，因此其运行也就是分别代表0、1两个数值的高低电平所实现的。根据冯·诺依曼提出的“输入-存储-运算-输出”的结构，计算机的功能由运算器、存储器、控制器等核心部分组成。CPU内部有寄存器作为临时存储器，运算器，也有很重要的控制器。因此，计算机运算过程就是不间断地“取数据 - 运算 - 存数据”的循环。
从语言层面来讲，汇编语言是最接近机器语言的编程语言。实际上，每一条汇编指令都是一长串机器语言的集合。
每次开始执行一个程序，首先内存中需要一段空间用作程序的运行栈，然后利用栈“后进先出”的特性来记录程序的运行状态以及临时保存一些寄存器的值。CPU内部的运算器在控制器的控制下不断地与存取寄存器中的值，同时也通过总线与内存进行交互。