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宋明镜 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 ”

第一讲 计算机是如何工作的？ 课堂笔记 @2016.2.26

1.知识准备

1.1 计算机模型

计算机运算模型其实就是一个无限自动机，不停的输入数据，经过计算后，输出结果。现代计算机都是冯诺依曼结构，它是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。

1.2 计算机编程语言

我们常说的计算机编程语言，如C，python，java等，这些都叫做高级语言，而计算机是读不懂这些语言代码的，计算机只能读懂汇编代码。我们可以使用编译器软件将C语言等高级语言程序编译成汇编代码。

1.3 X86汇编

x86汇编主要有两种，8086汇编和AT&T汇编。本文主要讲解AT&T汇编。
AT&T有以下特点：

• 指令采用小写方式书写
• 指令第一个为源操作数，第二个为目的操作数
• 寄存器要加%前缀，立即数要加$前缀
• 操作码的最后一个字母表示操作数大小(b,l,w)

1.4 汇编的寻址方式

• 寄存器寻址 ： %edx , 表示edx寄存器
• 立即数寻址 : $0x123 表示数值0x123
• 直接寻址 ： 0x123,表示访问地址0x123指向的内存。
• 间接寻址 ： (%ebx) 表示访问寄存器ebx中的地址指向的内存
• 变址寻址 ： 4(%ebx)：访问寄存器ebx中的地址再加4指向的内存

1.5 常用寄存器

• eax ：累加寄存器
• ebx ：基址寄存器
• ecx ： 计数器
• ebp ：基址指针寄存器
• esp ：堆栈指针寄存器
• eip ： 指令寄存器

1.6 重要的汇编指令

指令 等效指令 pushl %eax subl $4,%esp
movl %eax,(%esp) popl %eax movl (%esp),%eax
addl $4,%esp call 0x12345 pushl %eip
movl $0x12345, %eip ret popl %eip

2. 实验

2.1 实验环境

CentOS 6.3 GCC 4.4.7

2.2 实验代码

以下为C代码：

int g(int x){  return x + 6;}int f(int x){  return g(x);}int main(void){  return f(10) + 3;}

用gcc –S –o main.s main.c -m32 命令编译成汇编代码

3. 代码分析

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快捷键

• 加粗 Ctrl + B
• 斜体 Ctrl + I
• 引用 Ctrl + Q
• 插入链接 Ctrl + L
• 插入代码 Ctrl + K
• 插入图片 Ctrl + G
• 提升标题 Ctrl + H
• 有序列表 Ctrl + O
• 无序列表 Ctrl + U
• 横线 Ctrl + R
• 撤销 Ctrl + Z
• 重做 Ctrl + Y

Markdown及扩展

Markdown 是一种轻量级标记语言，它允许人们使用易读易写的纯文本格式编写文档，然后转换成格式丰富的HTML页面。 —— [ 维基百科 ]

使用简单的符号标识不同的标题，将某些文字标记为粗体或者斜体，创建一个链接等，详细语法参考帮助？。

本编辑器支持 Markdown Extra , 　扩展了很多好用的功能。具体请参考Github.

表格

Markdown　Extra　表格语法：

项目 价格 Computer $1600 Phone $12 Pipe $1

可以使用冒号来定义对齐方式：

项目 价格 数量 Computer 1600 元 5 Phone 12 元 12 Pipe 1 元 234

定义列表

Markdown　Extra　定义列表语法：

项目１

项目２

定义 A

定义 B

项目３

定义 C

定义 D

定义D内容

代码块

代码块语法遵循标准markdown代码，例如：

@requires_authorizationdef somefunc(param1='', param2=0):    '''A docstring'''    if param1 > param2: # interesting        print 'Greater'    return (param2 - param1 + 1) or Noneclass SomeClass:    pass>>> message = '''interpreter... prompt'''

int g(int x){  return x + 6;}int f(int x){  return g(x);}int main(void){  return f(10) + 3;}

脚注

生成一个脚注1.

目录

用 [TOC]来生成目录：

数学公式

使用MathJax渲染LaTex 数学公式，详见math.stackexchange.com.

• 行内公式，数学公式为：Γ(n)=(n−1)!∀n∈N。
• 块级公式：

x=−b±b2−4ac−−−−−−−√2a

更多LaTex语法请参考 这儿.

UML 图:

可以渲染序列图：

或者流程图：

• 关于 序列图 语法，参考 这儿,
• 关于 流程图 语法，参考 这儿.

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   1. 不支持离线功能
   2. IE9不支持文件导入导出
   3. IE10不支持拖拽文件导入

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1. 这里是 脚注 的 内容. ↩