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2020-2021-2 计算机系统

2020-2021学年第二学期计算机系统

基于32位系统

随上课进度更新

汇编初步

机器指令

txt

00000000 <_start>:
   0:   90
   1:   ……

地址：指令数

一行对应一条指令

通用寄存器

%eax	%ax	%ah	%al
31-0	15-0	15-8	7-0

（命名方式与发展过程相关）

AT&T汇编代码

assembly

格式：指令 源操作数,目的操作数
示例：movl $8,%eax0

操作数
- 立即数
- 寄存器
- 存储器

汇编示例

assembly

 .section .text

 .global _start
 _start:
     nop
     mov $0x4, %eax
     sarl %eax
     movw $1, %bx
     movb $0xff65, %dh
     movl $13, %edx


     movl $1, %eax
     movl $0, %ebx
     int $0x80

Tip：gcc编译

预处理
gcc -E main.c -o main.i
编译
gcc -S main.i -o main.s
汇编
gcc -c main.s -o main.o
链接
gcc main.o -o main

Tip：gdb调试相关

参考简书Adam_0的文章

启动gdb

shell

gdb xxx
可以通过--silent、-q和--quiet选项取消输出免责条款

常用命令

txt

编译程序时需要加上-g，之后才能用gdb进行调试：gcc -g main.c -o main

gdb中命令：

回车键：重复上一命令

（gdb）help：查看命令帮助，具体命令查询在gdb中输入help + 命令，简写h

（gdb）run：重新开始运行文件（run-text：加载文本文件，run-bin：加载二进制文件），简写r

（gdb）start：单步执行，运行程序，停在第一执行语句

（gdb）list：查看原代码（list-n,从第n行开始查看代码。list+ 函数名：查看具体函数），简写l

（gdb）set：设置变量的值

（gdb）next：单步调试（逐过程，函数直接执行），简写n

（gdb）step：单步调试（逐语句：跳入自定义函数内部执行），简写s

（gdb）backtrace：查看函数的调用的栈帧和层级关系，简写bt

（gdb）frame：切换函数的栈帧，简写f

（gdb）info：查看函数内部局部变量的数值，简写i

（gdb）finish：结束当前函数，返回到函数调用点

（gdb）continue：继续运行，简写c

（gdb）print：打印值及地址，简写p

（gdb）quit：退出gdb，简写q

（gdb）break+num：在第num行设置断点，简写b

（gdb）info breakpoints：查看当前设置的所有断点

（gdb）delete breakpoints num：删除第num个断点，简写d

（gdb）display：追踪查看具体变量值

（gdb）undisplay：取消追踪观察变量

（gdb）watch：被设置观察点的变量发生修改时，打印显示

（gdb）i watch：显示观察点

（gdb）enable breakpoints：启用断点

（gdb）disable breakpoints：禁用断点

（gdb）x：查看内存x/20xw 显示20个单元，16进制，4字节每单元

（gdb）run argv[1] argv[2]：调试时命令行传参

（gdb）set follow-fork-mode child#Makefile项目管理：选择跟踪父子进程（fork()）

core文件：先用$ ulimit -c 1024 开启core，当程序出错会自动生成core文件。调试时 gdb a.out core

ctrl+c：退出输入

gdb的examine命令：

txt

x/<n/f/u>  <addr>

n:是正整数，表示需要显示的内存单元的个数，即从当前地址向后显示n个内存单元的内容，
一个内存单元的大小由第三个参数u定义。

 f:表示addr指向的内存内容的输出格式，s对应输出字符串，此处需特别注意输出整型数据的格式：
  x 按十六进制格式显示变量；
  d 按十进制格式显示变量；
  u 按十进制格式显示无符号整型；
  o 按八进制格式显示变量；
  t 按二进制格式显示变量；
  a 按十六进制格式显示变量；
  c 按字符格式显示变量；
  f 按浮点数格式显示变量。

u:就是指以多少个字节作为一个内存单元-unit,默认为4。u还可以用被一些字符表示:
  如b=1 byte, h=2 bytes,w=4 bytes,g=8 bytes。

<addr>:表示内存地址。

Tip：objdump反汇编

shell

objdump -d xxx
将代码段反汇编

可参考这篇文章

数据传送

movl 32位 (4字节)
movw 16位
movb 8位

寻址方式

立即数寻址
assambly
```
movl $1,%eax

将1传给%eax
```

寄存器寻址

assembly

movl %ebx,%eax

将%ebx的内容传给%eax

绝对寻址

assembly

movl 0x08048054,%eax`

以地址0x08048054访问内存，将对应内容传给%eax

间接寻址

assembly

movl (%ebx),%eax

以%ebx的内容作为地址访问内存，将内存对应内容传给%eax

基址偏移量寻址

assembly

0x8(%ebx),%eax

%ebx的内容+8作为地址

变址寻址

assembly

(%ebx,%edx),%eax

%ebx、%edx内容相加作为地址

变址基址寻址

assembly

movl 0x8(%ebx,%edx),%eax

%ebx、%edx内容相加再+8作为地址

比例变址寻址

assembly

(%ebx,%ecx,0x2),%eax

%ecx、0x2相乘再与%ebx相加作为地址

比例变址基址寻址

assembly

movl 0x8(%ebx,%ecx,0x2),%eax

%ecx、0x2相乘再与%ebx相加，再加8作为地址

总结
assembly
```
D(rb, ri, S) 

mem[Reg[rb]+Reg[ri]*S+D]
```

lea指令

lea：Load Effective Address

可以用来将一个内存地址直接赋给目的操作数

栈

先进后出；

向“下”（低地址方向）增长；

栈顶指针保存在%esp中指示最新的数据；

P115

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汇编初步 ​

机器指令 ​

通用寄存器 ​

AT&T汇编代码 ​

汇编示例 ​

Tip：gcc编译 ​

Tip：gdb调试相关 ​

Tip：objdump反汇编 ​

数据传送 ​

寻址方式 ​

lea指令 ​

栈 ​

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汇编初步

机器指令

通用寄存器

AT&T汇编代码

汇编示例

Tip：gcc编译

Tip：gdb调试相关

Tip：objdump反汇编

数据传送

寻址方式

lea指令

栈