第三章 机器的程序级表示（中）

Posted 2021-01-19 sunnydream

数据传送指令：

MOV指令：将数据从源位置复制到目的位置，不做任何变化；MOV指令由四条指令组成：movb、movw、movl、movq；它们的区别在于它们操作的数据大小不同，分别为1、2、4、8字节；

压入和弹出栈数据：

遵循“后进先出”原则，通过push操作将数据压入栈中，通过pop操作删除数据；弹出的值，永远是最近被压入而且仍然在栈中的值。其中，栈顶元素的地址是所有栈中元素地址最低的。将一个四字值压入到栈中，首先要将栈指针减8，然后将值写入到新的栈顶指针。因此，指令pushq %rbp的行为等价于：

sub $8,%rsp

movq %rbp,(%rsp)

弹出一个四字的操作包括从栈顶位置读出数据，然后将栈指针加8。因此，指令popq %rax等价于下面两条指令：

movq (%rap),%rax

addq &8,%rsp

 

算术和逻辑运算：

下图列出了一些整数和逻辑操作。给出的每个指令类都有对这四种不同大小数据的指令。这些操作被分为四组：加载有效地址，一元操作，二元操作和移位；

 

加载有效地址leaq实际上是对movq指令的变形。它的指令形式是从内存读数据到寄存器，但实际上它根本就没有引用内存。

一元操作：只有一个操作数，既是源，又是目的。如，incq(%rsp)会使栈顶的8字节元素加1。

二元操作：第二个操作数既是源，又是目的。如 subq %rax,%rdx，它表示寄存器%rdx的值减去%rax中的值。

 

控制：jump指令可以改变一组机器代码指令的执行顺序；

条件码：

CF：进位标志；

ZF：零标志；

SF：符号标志；

OF：溢出标志；

 

实现条件操作的传统方法是，通过使用控制的条件转移。当条件满足时，程序沿着一条执行路径执行，而当条件不满足时，就走另一个条路径。这种机制简单通用，但是在处理器上它可能低效；

一种替代的策略实使用数据的条件转移。这种方法计算一个条件操作的两种结果，然后再根据条件是否满足从中选取一个。

 

循环：汇编中是没有相应的循环指令，但是可以用条件指令和跳转组合起来实现循环的效果；

如：

对应：

switch语句：执行switch语句的关键步骤是通过跳转表来访问代码位置；

 

 图3-23则是编译switch_eg时产生的汇编代码：

 过程：

过程是软件中一种很重要的抽象，过程的形式多样：函数、方法、子例程、处理函数等等；

要提供对过程的机器级支持，必须要处理许多不同的属性。假设过程P调用过程Q，Q执行后返回到P。这些动作包括下面一个或多个机制：

传递控制、传递数据、分配和释放内存；

 

运行时栈：先进后出的内存管理原则。

以上，过程P在调用过程Q。当Q在执行时，P以及所有在向上追溯到P的调用链中的过程，都是暂时被挂起的。当Q运行时，它只需要为局部变量分配新的存储空间，或者设置到另一个过程的调用。另一方面，当Q返回时，任何它所分配的局部存储空间都可以被释放。因此，程序可以用栈来管理它的过程所需要的存储空间，栈和程序寄存器存放着传递控制的数据、分配内存所需要的信息。当P调用Q时，控制和数据信息添加到栈尾。