電腦是如何工作的

1.馮諾依曼體繫結構（存儲程式電腦）

1.1 解釋

• 從硬體角度可以抽象為一下模型：

CPU與記憶體通過匯流排連接，CPU中有很多寄存器（總是指向記憶體的某一塊區域），如IP(Instruction Pointer)。假如指向CS（Code Segment,代碼段），CPU從IP指向的記憶體的地址，取指令執行，執行過後IP自加1，取下一條指令，重覆上述步驟。

• 從程式員的角度可以抽象為一下模型：

CPU不斷執行next instruction，從記憶體取指令不斷執行。

記憶體保存數據和指令，CPU負責解釋和執行指令。

1.2 API和ABI

cpu識別什麼指令，怎麼定義？

API：程式員與電腦的介面界面

ABI：程式與CPU的介面界面

2.×86寄存器

2.1 通用寄存器

2.2 段寄存器

CPU在實際取指令是根據cs:eip來確定一個指令

3.×86彙編指令

b,w,l,q分別代表8位，16位，32位，64位

eip指向記憶體的指令，自加一（一條指令）,*代表這些指令不能被程式員直接使用，程式不能直接修改eip寄存器

4.彙編代碼分析

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3 int g(int x)
 4 
 5 {
 6 
 7 return x + 3;
 8 
 9 }
10 
11  
12 
13 int f(int x)
14 
15 {
16 
17 return g(x);
18 
19 }
20 
21  
22 
23 int main(void)
24 
25 {
26 
27 return f(8) + 1;
28 
29 }

gcc -S -o main.s main.c -m32，對應的彙編代碼

 1 g:
 2 
 3 pushl    %ebp
 4 
 5 movl    %esp, %ebp
 6 
 7 movl    8(%ebp), %eax
 8 
 9 addl    $3, %eax
10 
11 popl    %ebp
12 
13 ret
14 
15 f:
16 
17 pushl    %ebp
18 
19 movl    %esp, %ebp
20 
21 subl    $4, %esp
22 
23 movl    8(%ebp), %eax
24 
25 movl    %eax, (%esp)
26 
27 call    g
28 
29 leave
30 
31 ret
32 
33 main:
34 
35 pushl    %ebp
36 
37 movl    %esp, %ebp
38 
39 subl    $4, %esp
40 
41 movl    $8, (%esp)
42 
43 call    f
44 
45 addl    $1, %eax
46 
47 leave
48 
49 ret

動畫演示：