2019-2020-1 20199329《Linux内核原理与分析》第二周作业

《Linux内核原理与分析》第二周作业

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一.上周问题总结：

• 未能及时整理笔记
• Linux还需要多用
• markdown格式不熟练
• 发布博客时间超过规定期限

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二.本周学习内容：

《庖丁解牛Linux内核分析》第一章

2.1 汇编语言的学习与实践

汇编语言， 即第二代计算机语言，用一些容易理解和记忆的字母，单词来代替一个特定的指令，比如：用“ADD”代表数字逻辑上的加减，“ MOV”代表数据传递等等，通过这种方法，人们很容易去阅读已经完成的程序或者理解程序正在执行的功能，对现有程序的bug修复以及运营维护都变得更加简单方便。

在实验楼配套实验1中，我们使用vim编辑器编辑main.c程序，代码如下：

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

在“实验楼”的虚拟机环境下粘贴代码并保存：

编译main.c代码文件，查看程序返回值，再将其编译成以“.s”作为扩展名的汇编代码文件，代码如下：

#编译C语言代码文件
gcc main.c
#执行a.out可执行文件
./a.out
#输出程序返回值
echo $?
#将c语言程序编译为main.s汇编文件
gcc –S –o main.s main.c -m32
#用vi方式打开汇编文件
vi main.s

具体效果如下：

打开后的源码非常繁冗且复杂：

#在命令模式下取除"."开头的辅助信息
g/\.s*/d

简化后的清爽代码如下：

2.2 云班课视频《计算机是如何工作》

这部分课程主要涉及到了冯诺依曼体系结构，或称为存储程序计算机、从硬件角度和程序员的角度对计算机中内存与CPU之间关系的理解、API——程序与计算机的接口界面、ABI——程序与CPU的接口界面、16位和32位以及64位的X86体系结构的寄存器，其中印象最深的是堆栈指针、段寄存器和EIP等。

• 通用寄存器
  
  EAX：累加器
  
  EBX：基地址寄存器
  
  ECX：计数寄存器
  
  EDX：数据寄存器
  
  EBP：堆栈基址针
  
  ESI、EDI：变址寄存器
  
  ESP：堆栈顶指针
• 段寄存器
  
  CS：代码段寄存器。
  
  DS：数据段寄存器。
  
  ES：附加段寄存器。
  
  SS：堆栈段寄存器。
  
  FS：附加段寄存器。
  
  GS：附加段寄存器。
• mov指令及寻址方式，其中l指32位，b指8位，w指16位，q指64位，如下表展示：

指令	相当于	寻址方式
movl %eax %edx	edx=eax	寄存器寻址，以%开头的寄存器标识符
movl $0x123 %edx	edx=0x123	立即寻址，立即数以$开头的数值
movl $0x123 %edx	edx=*（int32_t）0x123	直接寻址，直接访问一个指定的内存地址的数据
movl （%ebx）%edx	edx=（int32_t）ebx	间接寻址，将寄存器的值作为一个内存地址来访问内存
movl 4（%ebx）%edx	edx=（int32_t）(ebx+4)	变址寻址，在间接寻址之时改变寄存器的数值

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三.总结与疑难

本次Linux学习主要学习了计算机冯·诺依曼体系结构、计算机CPU工作原理以及汇编语言执行过程中堆栈的变化情况，了解到寄存器的分类,以及寄存器的用处.学习了一些底层的调用。学会了如何将C语言转化为汇编语言。

QUSTION：

• 对于堆栈指针，在本科数据结构课程的时候已经有过相关的编程与实践，但是却没有真正在汇编中进行过相关的操作，关于汇编代码的工作栈分析看得还不透彻
• 工作栈变化状态图因时间原因还未完成
• 按照课本步骤，在保存并退出文本编辑器时候，按“shift”+“：”，并不能进入命令模式。后询问同学，发现需要先按esc退出编辑模式

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四.下周计划安排

• [ ] Linux还要多用，下周得配置好电脑环境与虚拟机，摆脱实验楼
• [ ] 完成书本上的课后习题
• [ ] 补完汇编代码的工作栈分析图

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2019 年 09月 22日