（作业1）将一个简单的C程序编译成汇编代码，讨论计算机是如何工作的进行

作业题目：

根据本周所学知识分析汇编代码的工作过程，撰写一篇署名博客，并在博客文章中注明“真实姓名（与最后申请证书的姓名务必一致） + 原创作品转载请注明出处 + 《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 ”，博客内容的具体要求如下：

• 题目自拟，内容围绕计算机是如何工作的进行；
• 博客中需要使用实验截图
• 博客内容中需要仔细分析汇编代码的工作过程中堆栈的变化
• 总结部分需要阐明自己对“计算机是如何工作的”理解。

作答区：

1. C语言代码如下：

int g(int x)
{
  return x + 31;
}

int f(int x)
{
  return g(x);
}

int main(void)
{
  return f(17) + 12;
}

2. 按下键盘的ESC按钮，并输入:wq，保存并退出。

3. 输入如下代码进行编译：

gcc –S –o main.s main.c -m32

4. 输入vim main.s，查看汇编之后的代码，代码的一部分截图如下：

5. 将所有带.的代码删除，留下纯正的汇编代码：

g:
    pushl    %ebp          ; 12. 把ebp(4)放入位置6, esp指向下一个标号(7)
    movl    %esp, %ebp     ; 13. ebp也指向位置7
    movl    8(%ebp), %eax  ; 14. ebp+8指向标号5(位置4), eax = 17
    addl    $31, %eax      ; 15. eax = eax + 3 = 17 + 31 = 48
    popl    %ebp           ; 16. ebp = 4, esp指向上一个标号(6)
    ret                    ; 17. eip = 15, esp指向上一个编号(5)
f:
    pushl    %ebp          ; 6. ebp(1)放入位置3, esp指向下一个标号(4)
    movl    %esp, %ebp     ; 7. ebp也指向标号4
    subl    $4, %esp       ; 8. esp指向下一个标号(5)
    movl    8(%ebp), %eax  ; 9. ebp+8指向标号2(位置1), eax = 17
    movl    %eax, (%esp)   ; 10. 把17放入位置5
    call    g              ; 11. 把eip(15)放入位置5, esp指向下一个标号(6)
    leave                  ; 18. esp = ebp = 4; ebp = 1, esp = 3(esp = esp - 1)
    ret                    ; 19. esp指向上一个位置(2), 同时eip = 23
main:
    pushl    %ebp       ; 1. 把ebp的值放入堆栈，位于位置0，同时esp的值被修改（标号1）
    movl    %esp, %ebp  ; 2. ebp也指向esp的位置(标号1)
    subl    $4, %esp    ; 3. esp减4，指向下一个标号(2)
    movl    $17, (%esp) ; 4. 把17放入位置1
    call    f           ; 5. 把eip(23)放入位置2, 同时esp指向下一个标号(3)
    addl    $12, %eax   ; 20. eax = 48 + 12 = 60
    leave               ; 21. esp = ebp = 1, ebp = 0, esp = 0(esp = esp - 1)
    ret                 ; 22. 回到main函数之前的堆栈

6. 代码分析及堆栈的变化参见注释，从编号1. 一直到编号22. 。参考下图所示的栈结构阅读注释，会更加明确：

7. 计算机是如何工作的？

自己的理解是这样的：eip存储下一条指令的地址，ebp存储栈底指针，esp存储栈顶指针。通过栈来保存现场、传递数据。

作者：李春霖

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