程序编码#

以书上所举的编译p1、p2两个c语言文件的过程为例，可以将gcc编译的过程大致分为如下几步：

1. C preprocessor(预处理器)进行预编译，简单理解为将带有”#“符号的语句进行编译，包括但不限于对头文件、宏定义、全局变量的编译。
2. compiler(编译器)进行汇编，生成.s文件。
3. assembler(汇编器)将汇编代码转化成机器可执行的二进制代码(目标代码)，生成.o文件。
4. linker(链接器)将所用函数链接到动态或静态库，产生最终的可执行文件。

书中所用到的两种抽象#

计算机系统中为了便于理解，采用了两种较为重要的抽象：

第一种采用了ISA(instruction set architecture)将处理器的运作进行抽象，简化为每条指令按顺序进行，一条结束后再进行下一条。实际的处理器运行更为复杂，能够同时处理多条指令。

第二种将内存地址抽象为虚拟地址，表现为某种字节数组。实际的内存地址是硬件存储器和系统软件组合实现的。

可见的处理器状态#

• PC(Program Counter，程序计数器，在x86-64中用%rip表示)，会给出下一条待执行指令在内存中的位置。
• 整数寄存器(integer register file)包含了16个命名的位置，它们都能够存储64位的值。寄存器能够存储地址或整数数据。一些寄存器用来保存程序的重要章台，一些用来保存临时数据，例如参数和局部变量，以及函数返回值。
• 条件码寄存器(condition code register)保存最近进行的逻辑或算术运算的结果，用于控制条件变化，如if和while语句。
• 向量寄存器(vector register)用于存放一个或多个整型或浮点型数据。

程序内存中包含的内容#

• 可执行的机器代码
• 操作系统需要的一些信息
• 用于管理运行过程中的函数调用与返回的栈
• 用户申请分配的内存

机器级代码#

机器级代码通常难以阅读和理解，为了查看机器级代码的内容，需要用到反汇编器(disassembler)，将机器级代码转化为类似汇编代码的形式。

有关于机器级代码和反汇编器有如下特征：

• x86-64的指令长度有1至15字节不等，常用的、或是运算对象少的一些指令所需的字节更少。
• 字节能够与汇编指令一一对应。
• 反汇编程序只根据字节进行反汇编，不需要访问源代码或汇编代码。
• 汇编代码中的后缀代表数据类型，反汇编代码中的后缀添加在call或ret指令后，均可忽略。

数据格式#

在计算机系统中，使用”word”表示16位数据类型，“double words”表示32位数据类型，“quad words”表示64位数据类型。

在x86-64的指令集中，包括了对各种数据类型以及指针的操作指令。

下表中列举了汇编代码中的后缀对应的数据类型，以及它们的数据大小。

在64位的操作系统中，指针是8Byte的。