安大大 + 原创作品转载请注明出处 + 《Linux操作系统分析》MOOC课程
计算机是如何工作的：
cpu通过总线与内存相连。cpu中有一个非常重要的寄存器IP(Instruction Pointer)，IP指向内存当中的代码段。cpu不断的从IP指向的内存地址取来一条指令执行，然后自加1，执行下一条指令。计算机就是如此反复不断的执行下一条指令而工作的。
实验：
首先在目录下新建一个文件
$ vi main.c
把如下的代码粘贴进去：
使用 gcc -S -o main.s main.c -m32 命令，将main.c编译成汇编代码。-m32是把main.c编译成一个32位的汇编代码。
命令执行结束后，该目录下会生成一个main.s文件，即为得到的汇编代码。".s"是汇编代码的扩展名。使用 $ vi main.s 命令打开这个文件：
其中以点开头的是用于链接时的辅助信息，不会在实际中执行，删除这些以点开头的内容，留下来纯汇编的代码。
得到的汇编代码，其中包括三个函数，main,f,g，与c语言代码分别对应。
ebp指向堆栈的栈底，esp指向堆栈的栈顶。函数调用堆栈是由逻辑上多个堆栈叠加起来的，栈底是相对的栈底。当前函数有它自己的堆栈，和相对的栈底。跳出当前函数之后另一个函数还有自己的堆栈和栈底。
eax用于暂存一些数值。函数的返回值默认使用eax寄存器存储返回给上一级函数。
执行过程：
为了方便，把地址设为标号，初地址为标号0，压一次栈为1，两个标号之间相差4个字节，低标号是高地址，高的标号是低地址。起初ebp和esp都设为0(相对的)。程序是从main函数开始的，所以刚开始eip指向main标号的位置，行号17。
标号的第一条指令就是18 pushl %ebp
下一条指令：19 movl %esp, %ebp：esp赋给ebp：
20 subl $4, %esp：$开头为立即数，esp向下减4，即向下移动一个标号：
21 movl $7, (%esp) ：把立即数7放到%esp指向的位置（标号2的位置）：
22 call f：call f 相当于pushl %eip，然后movl f %eip。当执行call这个动作的时候，实际上eip指向的是call的下一条指令23行。所以push进栈的是23。esp指向3，eip跳转到f：标号的位置第8行。
9 pushl %ebp：此时ebp指向标号1，所以把1压栈
10 movl %esp, %ebp：
11 subl $4, %esp：
12 movl 8(%ebp), %eax：ebp变址寻址加8，向上加两个标号的位置，它的内容是7，eax=7：
13 movl %eax, (%esp)：把eax放到esp的位置：
14 call g：相当于pushl %eip，然后movl g %eip。eip指向的是call的下一条指令15行，所以压入15。eip跳转到g：标号的位置第1行。
2 pushl %ebp：
3 movl %esp, %ebp：
4 movl 8(%ebp), %eax：ebp变址寻址加8，向上加两个标号的位置，它的内容是7，eax=7
5 addl $4, %eax：把立即数4加到eax，eax=7+4=11，eax=11
6 popl %ebp：把esp里的内容放到ebp里，然后esp向上移动4，即1个标号。效果是ebp又指向了原来标号4的位置：
7 ret：ret就是popl %eip，执行之后eip指向了第15行，即call g的下一行：
15 leave：leave是先movl %ebp,%esp然后popl %ebp，记得pop之后esp上移一个标号：
16 ret：即popl %eip，esp向上移动一位，同时eip指向了23，程序跳转到执行第23行，即call f的下一条指令：
23 addl $2, %eax：eax=11+2=13，eax存储了默认的返回值。
24 leave：先movl %ebp,%esp再popl %ebp：
这个时候，栈回到了main函数最初的状态。
25 ret：return到了main函数之前的堆栈了，可能再main函数之前还有一个eip，这些由操作系统管理。
整个过程堆栈先是向下增长，然后向上还原，堆栈增增减减，把程序变成了指令流，从cpu上流了一遍。
总结
计算机的工作就是cpu就是不断的通过ip从内存当中取出指令，解释并执行的。C语言中的if else、函数调用、return等，对应着汇编当中的conditional JMP、CALL、RET等。通过这些指令来控制程序的流程，ip指针的跳转。函数调用时，会把先前的堆栈（包括信息、状态）保存下来，然后再在其上叠加一个新的堆栈。当被调用的函数执行完后，这个新的堆栈将会弹出，返回到上一层的函数堆栈，还可以得到之前堆栈当中保存的信息、状态。在这个过程当中，eip、ebp、esp、eax等寄存器不断的变化，堆栈不断的增减，整个程序变成指令流，从cpu上流过。这是我对计算机如何工作的理解。
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