计算机系统
汇编入门
80386通用寄存器
- %ax :accumulate 累加寄存器
- %bx :base 基址寄存器
- %cx :count 计数寄存器
- %dx :divide 放除法的商和余数
- %eax : extend 扩展 表示32位的寄存器
%eax表示32位寄存器，%ax表示低16位，在低16位的寄存器中：%ah表示高八位，%al表示第八位
汇编指令
1005.s 立即数寻址
movl $8,%eax;
- $是立即数，表示8
- movl是移动的意思，将8赋值给%eax；
最终的运行结果如下
1006.s 寄存器寻址
- movl 用于传送32位的长子值
- movw 用于传送16位的子值
- movb 用于传送8位的子值
不能把movw的w改为l，因为%bx是16位的寄存器，如果改为l试图把32位的传给16位是错误的。可以写mov / movw
命令为 movw $0x5678,%dx ; 意思是传16个字节(w)的数据到寄存器dx里，结果如我们所愿，如果用%dh/%dl便会报错，因为%dh/%dl是8位的寄存器;同样，也不能movw $0x5678,%edx，因为edx是32位的，所以只能写32位的地址。如下图，所以要用对应的寄存器和对应位数的mov指令或只写mov去传递数据。
1007.s 绝对寻址（直接寻址）
movl 0x08048054,%exc，直接把这个内存地址赋给%exc。可以使用x/4bx 08048054来查看以8054起的四个地址内容。
内存之中既可以存放数据，也可以存放指令。如图，b9是指令，从后往前看08、04、80、55就是数据。
1008.s 间接寻址
movl (%ebx),%eax 和寄存器寻址的区别在于第一个寄存器套上了括号，表示不是把寄存器%ebx的值赋给%eax，而是寄存器存放的数据的地址存放的内容赋给%eax。
第一步，立即数寻址，把立即数08048054放到%ecx
第二步，查看08048054内存中存放的数据是什么，并将其传入16位的%ax中，得到结果0x8056，为什么是8056？因为56是低位，80是高位
1009.s 变址寻址
movl (%ebx,%edx),%eax 在1008的基础上，把括号内两个寄存器的值加起来，用这个内存地址去找里面的数据，然后把数据传给%eax。
1010.s 比例变址寻址
movl (%ebx,%ecx,0x2),%eax
%ebx为基址，%ecx与第三个参数(第三个参数只能为1，2，4，8，左移运算符)相乘并与基址相加，最后赋值给%eax。
1012.s 获取变量在内存的地址
leal 5(%edx, %edx, 2), %eax //假设%edx的值为x, 这行代码会将%eax的值设置为”3x+5″.
1013.s 栈操作指令
栈：先进后出
栈顶指针：保存在%esp寄存器中
压栈push出栈pop
栈是往低处生长的。
e0-4 =dc 栈顶指针往前偏移了
压栈后栈顶现在存放的是88888888
1014.s 跳转指令
直接跳转指令
- jmp lable
- jmp 0x0804909a
- jmp *%eax
- *lable
条件跳转指令
数的表示与处理
整数表达
无符号整数
无符号整数就是大于等于0的数，4为无符号整数的取值范围为0-15。
补码形式
最高位的权重是负数
具体例子如下
对于相同的数，映射关系不同，得到的数也不同，下图是有符号数和无符号数的例子
无符号数与有符号数的转换
他们的二进制表示都相同，但如果是有符号数的话，第一位会乘负权重；如果是无符号数就是正常。
溢出
无符号数加法
期中复习
原码 反码 补码
求一个负数的补码：比如-25
- 先转换成原码 10011001 （有符号数最高位为标志位，代表-128（八位的话））
- 负数的反码等于除标志位各个位置取反 11100110
- 最后得到补码，补码就是在反码的基础上+1 11100111 转成16进制为E7H。
指令寄存器
直接寻址的无条件转移指令功能是将指令中的地址码送入PC，PC决定下一条指令执行的地址。
浮点数
定点数的表示方法
- 定点小数 ：小数点在符号位和数值位（决定正负数之间）比如0.875（10），转换成二进制->0.111(B)，补够8位0（小数点隐含在这个位置）01110000；如果是-0.875就是11110000，符号位还是带权。
- 定点整数 ：小数点在最低位后，比如32(10)->100000(B)，补够8位，00100000，因为是正数，所以符号位为0；如果是-32，就10100000，这是原码，负数在计算机中以补码的形式存放，所以我们将其除符号位的所有位置反转得到反码11011111，再在反码的基础上+1得到补码11100000.
浮点数法的表示方法
浮点数分为符号位、阶码、尾数三个部分
类似于科学计数法，比如112.5(10)来表示为1.12510²
先将112.5转成二进制数，1110000.1(B) = 可以表示为1.11000012^6，不能写为6，要写成110，这个指数就叫做阶码。1100001就叫做尾数（小数点后的数）
阶码要加127，6+127 = 133再转成二进制
第二个例子
[ 符号位 | 阶码8位 | 尾数23位 ]
在浮点数编码表示中，(基数)在机器数中不出现，是隐含的。
下列叙述中概念正确地是( D )
A 定点补码运算时,其符号位不参加运算 //都参与，否则加法无法处理正负数
B 浮点运算中,尾数部分只进行乘法和除法运算 //位数部分可以进行加减乘除
C 浮点数的正负由阶码的正负符号决定 //由*符号位决定
D 在定点小数一位除法中为了避免溢出被除数的绝对值一定要小于除
数的绝对值
- 当尾数用补码表示的时候，数符（符号位）和尾数第一位相反，则代表这个数规格化
假设初始值：%dh=CD，%eax=98765432,则执行 movzbl %dh ,%eax
这样一条指令后，%eax 的值为( D )
A %eax= 987654CD
B %eax= CD765432
C %eax= FFFFFFCD
D %eax= 000000CD
movzbl 指令的目标寄存器是 32 位的 %eax，而这条指令的设计就是：把源操作数（一个 8 位数）零扩展成 32 位，然后整个写入目标寄存器（%eax）中，覆盖原内容。
假设初始值：%dh=CD，%eax=98765432,则执行 movsbl %dh ,%eax
这样一条指令后，%eax 的值为( C )
A %eax= 987654CD
B %eax= CD765432
C %eax= FFFFFFCD
D %eax= 000000CD
movsbl %dh, %eax 是一条有符号扩展指令，会将 %dh 中的 8 位值 CD（即二进制 11001101，表示负数）扩展为 32 位，扩展时高位补符号位（即补 1），得到 FFFFFFCD，并覆盖写入整个 %eax，所以最终 %eax = FFFFFFCD。
假设在 C 程序中有 int *a , int n ,如果值 a 在寄存器%ecx 中，n 在%edx
中，下面哪个指令计算的是 a[n] ？（ C ）
A ret (%ecx,%edx,4)
B leal (%ecx,%edx,4),%eax ret
C mov (%ecx,%edx,4),%eax ret
D mov (%ecx,%edx,1),%eax ret
int a[i] = a + sizeof(int)n，其中int的大小为4，mov是读取内存中的值，访问内存，而leal是*计算地址，结果存寄存器，不访问内存。
leal(%ecx,%edx,4),%eax : 计算地址ecx + 4edx并存入eax中。
mov(%ecx,%edx,4),%eax ：计算地址并从*这个地址中读取内容
并不是任何十进制小数都可用二进制表示 ，比如0.1（10）标识出来的就是一个无限不循环小数
下列指令不会改变条件码的值的是(D)
A testl %eax,%eax
B addl %eax,%eax
C cmpl %esi,%dsi
D jge .L2
test是按位与，add加，cmp比较，都会改变条件码，jg条件跳转。
下列汇编指令中正确的是（ A ）
A movl $0x4050,%eax
B movl(%eax),4(%esp)
C movl %eax,$0x123
D movb $0xF,%ebx
我们上课所学的汇编是将左边的传给右边，A将0x4050这个地址传给eax保存，B读取了eax所存放的地址，但是mov指令是要传递给寄存器的，所以应该是movl (%eax),%ebx
将一个 4 位数值-5 截断到 3 位数的结果为
先转为补码，-5的原码为1101，反码为1010，补码为1011，截断成三位数（舍弃最高位）称为011，变为3
将一个双字节的内容压入（32位），栈帧-4；
EAX是一个32位的寄存器，AX用来表示低16位，AH用来表示低16位的高8位，AL用来表示低16位的低8位。
算数右移（SAR）规则：保留符号位（最高位）右移其它位，末位丢弃
原数： 11001110
SAR1： 11100111
对整数运算z=x+y,设置条件码OF的表达式为D (x < 0 == y < 0) && (z < 0 != x < 0)
- 正溢出：x > 0 && y > 0 && z < 0（正溢出）
- 负溢出：x < 0 && y < 0 && z >= 0（负溢出）
在补码的加法中发生了负溢出的是
C x+y = x+y-2^w
若 w 位补码中两个负数相加，结果却变成正数 ⇒ 发生负溢出，此时实际数学值超出了补码能表示的负数范围。当加法结果超出这个范围，补码会 回绕（wrap around），造成：负溢出 ⇒ 减去 2^w，正溢出 ⇒ 加上 2^w。
对整数运算z=x+y,设置条件码CF的表达式为：（unsigned）z < （unsigned）x
CF:无符号加减法的进位（无符号溢出）
OF:溢出（有符号溢出）
SF:运算结果的正负
ZF:零标志位
假设AL=5H，要使得AL=0FAH，应执行的命令是( )。
5H = 0000 0101 (二进制)
0000 0101 (原始值 AL = 0x05)
取反后： 1111 1010 (AL = 0xFA)