[coding] assembly language fundamentals

文字指令翻译成二进制，这个步骤就称为 assembling，完成这个步骤的程序就叫做 assembler。它处理的文本，自然就叫做 aseembly code。标准化以后，称为 assembly language，缩写为 asm

每一种 CPU 的机器指令都是不一样的，因此对应的汇编语言也不一样。目前最常见的 x86 汇编语言

学习汇编语言，首先必须了解两个知识点：寄存器和内存模型

寄存器 register

 

32位 CPU、64位 CPU 这样的名称，其实指的就是寄存器的大小。32 位 CPU 的寄存器大小就是4个字节。

内存模型

Heap

动态的内存占用请求（比如新建对象，或者使用malloc命令）

这种因为用户主动请求而划分出来的内存区域，叫做 Heap（堆）。它由起始地址开始，从低位（地址）向高位（地址）增长。Heap 的一个重要特点就是不会自动消失，必须手动释放，或者由垃圾回收机制来回收。

Stack

除了 Heap 以外，其他的内存占用叫做 Stack（栈）。简单说，Stack 是由于函数运行而临时占用的内存区域。

int main() {
   int a = 2;
   int b = 3;
   return add_a_and_b(a, b);
}

上面代码中，main函数内部调用了add_a_and_b函数。执行到这一行的时候，系统也会为add_a_and_b新建一个帧，用来储存它的内部变量。也就是说，此时同时存在两个帧：main和add_a_and_b。一般来说，调用栈有多少层，就有多少帧。

CPU指令 Instructions

int add_a_and_b(int a, int b) {
   return a + b;
}

int main() {
   return add_a_and_b(2, 3);
}

gcc 将这个程序转成汇编语言。

$ gcc -S example.c

上面的命令执行以后，会生成一个文本文件example.s，里面就是汇编语言，包含了几十行指令。这么说吧，一个高级语言的简单操作，底层可能由几个，甚至几十个 CPU 指令构成。CPU 依次执行这些指令，完成这一步操作。

example.s经过简化以后，大概是下面的样子。

_add_a_and_b:
   push   %ebx            
   mov    %eax, [%esp+8] //move 将某个值写入某个寄存器
   mov    %ebx, [%esp+12]
   add    %eax, %ebx     //加法操作 结果写入第一个运算子
   pop    %ebx           //取出stack最后一个操作的值 放入指定寄存器
   ret                   //终止当前函数调用，返回上一层，清除当前call frame

_main:
   push   3            //push指令用于将运算子放入 Stack，这里就是将3写入main这个帧
   push   2
   call   _add_a_and_b //call 调用函数
   add    %esp, 8      //释放stack之前push的3， 2 （相当于 pop 2， pop 3）
   ret

Ref:

https://www.ruanyifeng.com/blog/2018/01/assembly-language-primer.html