持续创作，加速成长！这是我参与「掘金日新计划 · 6 月更文挑战」的第34天，点击查看活动详情

第一讲 程序转换概念

指令的概念

计算机中的指令有微指令、机器指令和伪（宏)指令之分

• 机器指令处于硬件和软件的交界面 相当于一个菜谱指定的一个完整做菜过程

  • 本章中提及的指令都指机器指令

• 微指令是微程序级命令，属于硬件范畴

  相当于洗、切、煮、炒等做菜"微过程"

• 伪指令是由若干机器指令组成的指令序列，属于软件范畴

  相当于多个菜谱合成一个"大菜"的过程

• 汇编指令是机器指令的汇编表示形式，即符号表示
• 机器指令和汇编指令一、对应，它们都与具体机器结构有关，都属于机器级指令

机器级指令

目标代码和ISA

GCC使用举例

目标文件可用“objdump -d test.o"反汇编为汇编语言程序

编译得到的

反汇编得到的

test.o∶可重定位目标文件

test : 可执行目标文件

通过对两种文件的反汇编，得出来的只有地址值不相同

test.o中的代码从地址O开始，test中的代码从80483d4开始!

ISA规定了一台机器的指令系统涉及到的所有方面例如:

• 所有指令的指令格式、功能
• 通用寄存器的个数、位数、编号和功能
• 存储地址空间大小、编址方式、大/小端
• 指令寻址方式

第二讲 IA-32指令系统概述

• x86是Intel开发的一类处理器体系结构的泛称

• 由AMD首先提出了一个兼容IA-32指令集的64位版本

  • 扩充了指令及寄存器长度和个数等
  • AMD称其为AMD64 ，Intel称其为Intl64(不同于IA-64)

IA-32的体系结构

指令中需给出的信息∶

操作性质(（操作码)

源操作数1或/和源操作数2(立即数、寄存器编号、存储地址)

目的操作数地址（寄存器编号、存储地址)

存储地址的描述与操作数的数据结构有关!

IA-32支持的数据类型及格式

IA-32的寄存器组织

反映了体系结构发展的轨迹，字长不断扩充，指令保持兼容ST(0)~ST(7)是80位，MMO-MM7使用其低64位

标志寄存器？那么，都存了啥标志呢

• 6个条件标志

ZF:零标志 SF:符号标志 OF:溢出标志 CF:进/借位标志

AF:辅助进位标志 PF:奇偶标志

• 3个控制标志

  DF ( Direction Flag ) :方向标志（自动变址方向是增还是减)

  IF( Interrupt Flag ) :中断允许标志（仅对外部可屏蔽中断有用)

  TF ( Trap Flag )︰陷阱标志（是否是单步跟踪状态)

IA-32的寻址方式

概念:如何根据指令给定信息得到操作数或操作数地址

• 操作数所在的位置

  • 指令中:立即寻址
  • 寄存器中:寄存器寻址
  • 存储单元中(属于存储器操作数，按字节编址)︰其他寻址方式

• 存储器操作数的寻址方式与微处理器的工作模式有关

  • 两种工作模式∶实地址模式和保护模式

• 实地址模式(基本用不到)

  • 为与8086/8088兼容而设，加电或复位时
  • 寻址空间为1MB，20位地址:(CS)<<4+(IP)

• 保护模式(需要掌握)

  • 加电后进入，采用虚拟存储管理，多任务情况下隔离，保护
  • 80286以上微处理器的工作模式
  • 寻址空间为2的32次方 B，32位线性地址分段（段基址+段内偏移量)

IA-32机器指令格式

IA-32是典型的CISC(复杂指令集计算机)风格ISA

• 8个通用寄存器（8位、16位、32位)
• 2个专用寄存器:EIP(PC)、标志寄存器EFLAGS
• 6个段寄存器（间接给出段基址)
• 存储器地址空间为4GB，按字节编址，小端方式

• • 变长指令字、变长操作码

• 汇编语言格式

  • Intel格式汇编
  • AT&T格式汇编（本课程使用)