第三章《程序的机器级表示》（一）

机器级编程的重要抽象

对于机器级编程来说，两种抽象尤为重要：

• ISA，全称为指令集体系结构或指令集架构，它定义了处理器状态、指令的格式以及每条指令对状态的影响，用于屏蔽了硬件处理指令的复杂行为，将程序的每条行为描述为顺序执行
• 内存虚拟化，它将多个硬件存储器和操作系统软件结合起来，将对外提供的内存模型抽象为一个很大的字节数组

重要的处理器状态

• 程序计数器：给出将要执行的下一条指令在内存中的地址
• 整数寄存器文件，包含16个命名的位置，分别存储64位的值，这些寄存器可以存储地址或整数数据
• 条件寄存器，保存着最近执行的算术或逻辑指令的状态信息
• 一组向量寄存器，可以存放一个或多个整数或浮点数的值

机器级代码的特点

我们可以通过C语言在内存中声明和分配各种数据类型的对象，但是机器代码只是很简单的将内存看做是一个很大的、按照字节寻址的数组。汇编代码不区分有符号或无符号整数，不区分各种类型的指针，甚至不区分指针和整数

程序内存

程序的内存包括：

• 程序的可执行机器代码
• 操作系统需要的一些信息
• 用来管理过程调用和返回的运行时栈
• 用户分配的内存块

数据格式

Intel用术语字表示16位的数据类型，因此也将32位数称为双字，64位数称为四字

对于x86-64系统而言，C语言的各种数据类型的信息如下：

C声明	Intel数据类型	汇编代码后缀	字节大小
char	字节	b	1
short	字	w	2
int	双字	l	4
long	四字	q	8
char*	四字	q	8
float	单精度	s	4
double	双精度	1	8

注意：大多数GCC生成的汇编代码指令都有一个字符的后缀，表明操作数的大小，例如：

• movb: 传送字节
• mobw: 传送字
• movl: 传送双字
• movq: 传送四字