《linux内核分析》第一周（2.22~2.28）

Posted 2020-06-16

潘恒   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

计算机是如何工作的？

 

本节课主要通过了解分析汇编代码来理解计算机工作原理

• 存储程序计算机

1. 冯诺依曼体系结构：具有存储程序的计算机体系结构；是目前大多数拥有计算和存储功能的设备的核心。
   
2. 硬件角度：CPU与内存通过主线连接，CPU上的IP（可能是16、32、64位）总指向内存的某一块区域；IP指向的CS（代码段）也在内存中；CPU总是执行IP指向的指令。
3. 软件角度：API（应用程序编程接口，与编程人员）与ABI（程序与CPU的借口界面） 是两个比较重要的软件接口

• x86汇编基础

1. 64位CPU：与32位在核心机制上差别不大，64位的机器中，寄存器以RXX表示
2. 常见汇编指令：

          直接寻址、立即数寻址与变址寻址

          Linux使用的A&T汇编格式与Intel汇编略有不同

          以%标识的寄存器寻址不与内存“打交道”

 

• 汇编一个简单的C程序

       具体步骤在实验楼中完成

1. 将c代码编译为汇编代码：

   gcc -S -o main.s main.c -m32

2. 先完成main.c代码：
   1. 
3. 编译为汇编代码：
   1. 
4. 汇编代码：

                   

　　5.工作过程中堆栈的变化：

                 

总结：

关于我对“计算机如何工作的”理解：

首先，机器的操作对象其实就是数据，要操作这些数据只需用用最原始的机器语言即可，但是这些机器语言很复杂 所以有人将它翻译成汇编语言。计算机的执行指令都是机器语言，通过汇编语言和高级语言编出来的程序通过计算机内的编译程序，将程序编译成计算机可执行的文件来进行工作，交换数据。

计算机在运行时，先从内存中取出第一条指令，通过控制器的译码，按指令的要求，从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工，然后再按地址把结果送到内存中去。接下来，再取出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去。直至遇到停止指令。程序与数据一样存贮，按程序编排的顺序，一步一步地取出指令，自动地完成指令规定的操作是计算机最基本的工作原理。