计算机专业课系列之二：程序的机器表示（汇编）

一，预备知识：

1，堆栈

应用：函数调用（先进后出），数组遍历，表达式计算

2，寄存器

寄存器是是cpu中临时存储数据的地方，非常小，但是非常快。cpu进行计算时，cpu不能直接对内存中的两个数据进行操作。他必须先装入寄存器中，然后才进行加减等操作。

我们最常用的是AX，BX，CX，DX。它们都是16位的。现在都扩展到了32位。低位（0-15）有时候运算用不了这么多，所以低位可以拆分为高位AH（8-15），低位AL（0-7）。

A，B，C，D都是通用的寄存器，在进行数据处理时，可以用。

ESI（source），EDI（destination）在拷贝数据时用到，

ESP：永远指向栈的栈顶

EBP：描述了一个栈帧，EBP永远指向一个栈帧的开始处

3，汇编

4，指针

指针就是内存地址。

二，例子：

C语言代码

再看程序的机器表示（汇编）：

进程的虚拟地址空间

函数帧：

每个函数都有栈帧，里面存放上一个栈帧的地址，输入参数，返回值等

地址由大到小，如果满了，就会出现堆栈溢出。

寄存器的理解

EBP：是一个寄存器，里面存一个值，这个值是指向内存中的当前函数栈帧的开始处（指向函数帧2的开始处，函数帧2是当前栈帧）。

但是函数帧1的的开始处怎么存呢？因为只有一个ebp，所有的函数帧开始地址都要存放在ebp中。那么可以把所有的函数帧开始地址压到栈中

ESP：是一个指向栈顶的寄存器，每次做push操作，esp会自动减（栈向下生长）。调用pop操作，esp自动加（栈收缩）。注意：栈是从上往下生长的。栈地址是从大往小生长的，栈底是在最上面的。

理解：

每个函数调用都会生成栈帧。是动态生成的。函数中的变量，比如：Int a =10;可以在编译时就分配好内存。所以是静态的。

malloc是堆，运行时才分配出内存。所以是动态的。

第一步：

说明：%ebp中的%表示对ebp的引用　

pushl %ebp ：把ebp中的值（1000）放到栈顶（内存中），此时esp自动减4（804减到800）。

movl %esp %ebp：把esp中的值放到ebp中（ebp由1000变为800），所以现在esp的值等于ebp的值

第二步：

subl %24esp：把栈顶esp的值减24，如图：

为什么要减去24呢？

这跟编译器有关，其实是用来给函数帧分配内存空间，原来是地址是800，减去24，等于776。从ebp指向的位置（栈帧的开始处）到当前esp指向的位置，这中间其实有32个字节。都是为这个函数使用的。因为X86的编程指导方针，是为了严格的数据对齐导致的。一个函数使用的栈空间，必须是16个字节的整数倍。保存上一个函数栈帧的开始处用了4个字节，返回值也用了4个字节，再加上刚刚分配的24个字节，整好是32个字节。此时，ebp:地址是800，指向了新的函数栈帧。

第三步：