Linux内核分析——计算机是如何工作的

马悦+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

一、计算机是如何工作的

（一）什么是冯诺依曼体系结构

         冯诺依曼体系结构：就是指存储程序计算机。

1、  从硬件角度：

存储程序计算机工作模型：

2、  从程序员角度：

CPU抽象成for循环。

（二）API：程序员与计算机的接口界面。

ABI：程序与CPU的接口界面。

（1）汇编指令。

（2）约定使用怎样的寄存器。

（3）大多数指令可以直接访问内存。（对于X86计算机指令集来讲）

EIP：

（1）自加一

（2）指令长度不同

（3）可以被不同的指令修改（call、ret、jmp）

二、X86汇编基础

（一）通用寄存器：

（二）段寄存器：

CPU在实际取指令时根据cs:eip来准确定位一个指令。

（三）mov指令及几种内存寻址方式

          B、w、l、q分别代表8位、16位、32位、64位。

寄存器模式，以%开头的寄存器标示符。

立即数是以$开头的数值。

直接寻址：直接访问一个指定的内存地址的数据。

间接寻址：将寄存器的值作为一个内存地址来访问内存。

变址寻址：在间接寻址之时改变寄存器的数值。

 （四）push、pop、call、ret

          Eip寄存器不能被直接修改，只能通过特殊指令间接修改。

三、汇编一个简单的C程序分析其汇编指令执行过程

实验内容：

代码：

int g(int x)

{

  return x + 3;

}

int f(int x)

{

  return g(x);

}

int main(void)

{

  return f(8) + 1;

}

截图：

分析：

学习体会：

　　本次课程的学习内容是计算机是如何工作的。计算机的基本原理是存储程序和程序控制。预先要把指挥计算机如何进行操作的指令序列(称为程序)和原始数据通过输入设备输送到计算机内存贮器中。每一条指令中明确规定了计算机从哪个地址取数，进行什么操作，然后送到什么地址去等步骤。计算机在运行时，先从内存中取出第一条指令，通过控制器的译码，按指令的要求，从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工，然后再按地址把结果送到内存中去。接下来，再取出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去。直至遇到停止指令。

　　程序与数据一样存贮，按程序编排的顺序，一步一步地取出指令，自动地完成指令规定的操作是计算机最基本的工作原理。这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯.诺依曼于1945年提出来的，故称为冯.诺依曼原理。