程序的指令级表示（汇编）

Posted 2020-09-05

程序的指令级表示（汇编）

预备知识1：

堆栈：先进后出，操作有push（），pop（），peek（）

应用：函数调用 树的遍历（所有递归操作） 表达式的计算

 

预备知识2：

寄存器：CPU中临时存储数据的空间 小 快 贵

32位（0~31）EAX  以前8086是16位（0~15）AH，AL

通用寄存器 AX，BX，CX，DX：进行运算处理等 *函数调用的规则

寄存器ESI和EDI source和destination：copy数据

***EBP：描述了一个栈帧（一个栈内元素），永远指向一个栈帧的开始处 指向当前栈帧

***ESP：整个函数堆栈的栈顶，永远指向一个栈的栈顶

 

预备知识3：

汇编：GCC编译器（参见《深入理解计算机》）

MOVL $0x3051,%EAX 把0x3051这个值放到EAX寄存器，4个字节

MOVL %EAX,-12(%EBP) 把寄存器EAX的值，存放到EBP指向的地址减去12个字节的地方

LEAL -12(%EBP) %EAX 把%EBP减去12得到的地址，放到EAX寄存器当中

PUSHL %EBP 把寄存器EBP的值压栈

POPL %EBP 把栈顶的值弹出，存放到EBP寄存器中

SUBL %4 %ESP 把ESP寄存器的值减去4

 

 

预备知识4：

指针：内存地址 （参见《C与指针》）

指针的指针

类比java的引用

 

预备知识5：

C语言

（1）内存两种分配方式：

·静态分配：栈 编译器完成（编译时） 栈从上往下生长

·动态分配：堆 编译时无法确定运行时 堆从下往上生长

 

 

（2）函数帧

每个函数有个栈帧，栈帧大小不确定，因为要记录函数内部的信息，根据信息多少而定。

举例 函数A调用B，B调用C，C调用D，则栈中A到D地址逐渐减小（虚拟地址就是这样设计栈的）可能溢出

 

栈在内存中，EBP和ESP在寄存器（CPU中）

*EBP和ESP的工作原理

 

调用push操作，ESP值自动减4（减去4个字节）

调用pop操作，ESP值自动加4（减去4个字节）

（一定要注意栈从上往下生长，所以一个栈帧的开始处在高地址）

因为EBP和ESP只有一个，所以对他们的push和pop操作更多，用来记住其值。

 

机器级没有变量名！没有变量名的存储了！

 

例子：

int demo(){

         int x=10;

         int y=20;

         int sum=add(&x,&y);

         printf(“the sum is %d\n”,sum);

return sum;

}

int add(*xp,*yp)

{

         int x =*xp;

         int y=*yp;

return x+y;

}

 

转换成汇编语言（Intel中的）（自己应该动手写一下，顺便把栈和指针标出来）

 

Demo

1           pushl  %ebp

2           movl  %esp  %ebp

3           subl  %24  esp

4           movl  $10  -4(%ebp)

5           movl  $20  -8(%ebp)

6           leal  -8(%ebp)  %eax

7           movl  %eax  4(%esp)

8           leal  -4(%ebp)  %eax

9           movl  %eax  esp

10       call add

11       打印结果

 

add:

1. pushl  %ebp
2. movl  %esp  %ebp
3. pushl  %ebx
4. movl  8(%ebp)  %edx
5. movl  12(%ebp)  %ecx
6. movl  (%edx)  %ebx
7. movl  (%ecx)  %eax
8. add    %ebx  %eax
9. popl  %ebx
10. popl  %ebp
11. ret

Ps：ret是return语句，当add将最后结果算出，add函数帧弹栈以后，暴露出的内存地址里写的是主函数留下的打印指令的地址。