20135201李辰希《Linux内核分析》第一周 计算机是如何工作的？

Posted 2020-06-17

计算机是如何工作的

 

1冯诺依曼体系结构：即具有存储程序的计算机体系结构

目前大多数拥有计算和存储功能的设备（智能手机、平板、计算机等）其核心构造均为冯诺依曼体系结构

1. 从硬件来看：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。
2. 从软件来看：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

 

2. x86（32位）的寄存器中，低16位作为16位register

3.堆栈段寄存器有EBP（堆栈基址寄存器）和ESP（堆栈顶指针寄存器）。

4 .64位CPU:其实与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

5. 常见汇编指令

1. 后缀的b,w,l,q分别代表8，16，32，64位
2. 以%标识的寄存器寻址不与内存“打交道”
3. 直接寻址&立即数寻址
   1. movl $0x123,%eax —— %eax=0x123
   2. movl 0x123,%eax —— 立即数是以$开头的十六进制数值。直接访问指定的内存地址（0x123）中的数据然后赋给%eax

4. 变址寻址

   movl 4(%ebx),%edx//edx = *(inet_32 *)(ebx+4)，即ebx的值加4之后作为一个地址，将其指向的数据赋给%edx
   

5. 大多数指令都可以直接访问内存地址

作业

汇编一个简单的C程序分析其汇编指令执行过程：




编译结果：

删除掉以点（.）开头的指令之后，得到干净完整的汇编指令如下：

g:
pushl   %ebp
movl    %esp, %ebp
movl    8(%ebp), %eax
addl    $6, %eax
popl    %ebp
ret
f:
pushl   %ebp
movl    %esp, %ebp
subl    $4, %esp
movl    8(%ebp), %eax
movl    %eax, (%esp)
call    add
leave
ret
main:
pushl   %ebp
movl    %esp, %ebp
subl    $4, %esp
movl    $6, (%esp)
call    f
addl    $1, %eax
leave
ret

分析：







总结：
首先，因为是跟新电脑的磨合期解聘工具没找着，图片怎么也旋转不过来请谅解。

对“计算机是如何工作的”的理解：

我眼中的计算机是一个非常听话，中规中矩的孩子，一步步按照命令来执行，犯的错误也很少，不会耍小聪明走捷径，除非指出来。但要做到这一点就需要他的五脏六腑来协调工作。储存设备给予他空间去存储各种东西，指令负责指挥各项操作，就像人体的器官和血液一样，互相互利共生。

最后，这一学期请老刘男神多多指教啦!


李辰希  《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000