linux内核分析作业：以一简单C程序为例，分析汇编代码理解计算机如何工作

一、实验

使用gcc –S –o main.s main.c -m32

命令编译成汇编代码，如下代码中的数字请自行修改以防与他人雷同

int g(int x)
{
return x + 3;
}
int f(int x)
{
return g(x);
}
int main(void)
{
return f(8) + 1;
}

修改过后源代码：



经过编译过的原始汇编代码：



简单地汇编代码：

g:
pushl    %ebp
movl    %esp, %ebp
movl    8(%ebp), %eax
addl    $4, %eax
popl    %ebp
ret
f:
pushl    %ebp
movl    %esp, %ebp
subl    $4, %esp
movl    8(%ebp), %eax
movl    %eax, (%esp)
call    g
leave
ret
main:
pushl    %ebp
movl    %esp, %ebp
subl    $4, %esp
movl    $2, (%esp)
call    f
addl    $3, %eax
leave
ret

堆栈变化图：





在汇编代码中分析堆栈变化：

g:
pushl    %ebp      ;ebp4入栈 ebp指向4 esp指向7
movl    %esp, %ebp  　;ebp = esp =7
movl    8(%ebp) ,%eax ;eax = 2
addl    $4, %eax ;eax + 4 = 6

popl    %ebp ;ebp出栈 ebp指向esp1 esp减4
ret  ;ret = pop eip eip14出栈 esp指向5
f:
pushl    %ebp ;ebp1入栈 ebp指向1 esp指向4
movl    %esp, %ebp ;ebp = esp =4
subl    $4, %esp ;esp -4 指向5
movl    8(%ebp), %eax ;ebp+8=eax 指向2 eax = 2
movl    %eax, (%esp) ;把eax放入esp所指的位置
call    g ;调用g函数 eip15入栈
leave   ;leave = movl %ebp %esp popl %ebp esp = ebp = 4 ebp1出栈 ebp指向1 esp-4指向3
ret   ；eip23出栈 esp-4指向2
main:
pushl    %ebp ;ebp0入栈 ebp指向0 esp指向1
movl    %esp, %ebp ;ebp = esp =1
subl    $4, %esp ; esp-4 esp指向2
movl    $2, (%esp) ;2入栈
call    f ;调用f函数 push eip movl eip eip23入栈
addl    $3, %eax ;eax+3
leave ; esp = ebp = 1 esp0出栈 ebp = 0 ebp-4 = 0
ret

总结：

　　通过这个小实验，可以清楚地认识冯.诺依曼体系，也就是计算机工作的过程，通过各种的寄存器存放数据或指令，系统在通过指令一步一步向下执行。从这个堆栈的分析可以看出系统先将main函数压入栈中，调用f函数时将f函数压入栈中，调用g函数同样如此；在g函数使用完毕后，释放g函数所占用的堆栈，继续执行未执行完的函数命令，直到程序运行完毕或者出错。也就是说计算机工作就像是流水线一步一步取指译码执行。

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