【计算机组成原理】读书笔记第五期：通过汇编语言了解程序的实际构成

最新推荐文章于 2025-12-07 10:36:35 发布

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#计算机组成原理 #汇编 #《程序是怎样跑起来的》 #读书笔记 #c语言

本文是《程序是怎样跑起来的》的读书笔记，介绍汇编语言与本地代码关系，指出汇编可直观展现本地代码但需转换才能运行。还阐述汇编源代码、伪指令、基本语法、常见指令，如mov、push和pop等，以及程序流程控制，包括循环和条件分支，强调了解汇编对理解程序运行的重要性。

写在开头

本文继续阅读总结《程序是怎样跑起来的》这本书（作者：矢泽久雄），也是关于这本书的最后一篇读书笔记。前三篇博客介绍了这本书的阅读感受，并分别对第一章CPU、第四章内存相关、第五章磁盘、第八章程序的知识进行了总结。详情见：

【计算机组成原理】读书笔记第一期：对程序员来说CPU是什么-优快云博客

【计算机组成原理】读书笔记第二期：使用有棱有角的内存_Bossfrank的博客-优快云博客

【计算机组成原理】读书笔记第三期：内存和磁盘的关系-优快云博客

【计算机组成原理】读书笔记第四期：从源文件到可执行文件_Bossfrank的博客-优快云博客

本篇博客将介绍本书的第十章：通过汇编语言了解程序的实际构成，将从汇编语言和本地代码的关系、汇编语言的源代码（伪指令、栈的机制、函数的调用机制、局部变量/全局变量、程序的流程控制等）两个角度进行介绍。本章是非常重点硬核的内容，了解汇编语言，是了解程序运行过程中各寄存器的存储情况、程序的执行顺序、函数的调用栈等知识的基础。了解底层的汇编语言，也对我们学习编写、调试高级程序语言大有裨益。

汇编语言和本地代码的关系

一言以蔽之，汇编语言和本地代码是一一对应的。本节内容较少，重点读者能回答以下几个问题就算知道重点了。

汇编语言存在的意义是什么？

用来直观的展现本地代码。CPU只能执行本地代码，通过调查本地代码的内容，可以了解程序最终是以何种形式来运行的。但是，如果直接打开本地代码来看的话，只能看到二进制数值的罗列。因而通过在各本地代码中，附带上表示其功能的英语单词缩写（助记符），就可以表示本地代码了，这样就有助于程序员了解程序的本质了。

汇编语言能直接运行吗？

不能！即使是用汇编语言编写的源代码，最终也必须要转换成本地代码才能运行。负责转换工作的程序称为汇编器，转换这一处理本身称为汇编。不过用汇编语言编写的.asm源代码，和本地代码是一一对应的。因而，本地代码也可以反过来转换成汇编语言的源代码。持有该功能的逆变换程序称为反汇编程序，逆变换这一处理本身称为反汇编。

C语言等高级程序语言与本地代码是啥关系？与汇编语言又是啥关系？

C语言等高级语言最后必须转换为本地代码才能被CPU执行，但要注意，像C语言这样的高级程序设计语言与本地代码不是一一对应的，因此和汇编语言也不是一一对应的，因此反编译会比较困难（从汇编语言转换回C语言）。不过大部分C语言编译器，都可以把利用C语言编写的源代码转换成汇编语言的源代码。

汇编语言的源代码

本节内容比较多，通过代码举例说明。假设有如下C语言编写的的sample.c源代码：

//代码10-1 C语言实例源代码sample.c
// 返回两个参数值之和的函数
int AddNum(int a, int b)
{
    return a + b;
}
// 调用AddNum 函数的函数
void MyFunc()
{
    int c;
    c = AddNum(123, 456);
}

这个C语言片段言简意赅，接下来的小节将通过对这段C语言代码的汇编代码进行说明。注意由于没有main函数，这段代码是没办法运行的，仅仅是学习汇编需要。通过使用编译器的汇编功能，生成对应汇编代码sample.asm如下：

;代码10-2，源代码sample.c转换的汇编代码sample.asm

_TEXT segment dword public use32 'CODE'
_TEXT ends
_DATA segment dword public use32 'DATA'
_DATA ends
_BSS segment dword public use32 'BSS'
_BSS ends
DGROUP group _BSS,_DATA
_TEXT segment dword public use32 'CODE'
_AddNum proc near
        ;
        ; int AddNum(int a, int b)
        ;
                push ebp
                mov ebp,esp
   ;
   ; {
   ;    return a + b;
   ;
       mov eax,dword ptr [ebp+8]
       add eax,dword ptr [ebp+12]
   ;
   ; }
   ;
       pop ebp
       ret
_AddNum endp
_MyFunc proc near
   ;
   ; void MyFunc()
   ;
       push ebp
       mov ebp,esp
   ;
   ; {
   ;    int c;
   ;    c = AddNum(123, 456);
   ;
       push 456
       push 123
       call _AddNum
       add esp,8
   ;
   ; }
   ;
       pop ebp
       ret
_MyFunc endp
_TEXT ends
end

可以发现，C 语言的源代码和转换成汇编语言的源代码是交叉显示的。而这也为我们对两者进行比较学习提供了绝好的教材。在该汇编语言代码中，分号（;）以后是注释。由于C语言的源代码变成了注释，因此就可以直接对Sample.asm 进行汇编并将其转换成本地代码了。刚刚看到汇编语言的源代码可能感觉一头雾水，莫慌，下面我们将逐一进行讲解。

伪指令

汇编语言的源代码，是由转换成本地代码的指令（后面讲述的操作码）和针对汇编器的伪指令构成的。伪指令负责把程序的构造及汇编的方法指示给汇编器（转换程序）。不过伪指令本身是无法汇编转换成本地代码的。也就是说，伪指令没有对应的本地代码。把代码10-2 中用到的伪指令部分摘出，如代码10-3 所示。

_TEXT segment dword public use32 'CODE'
_TEXT ends
_DATA segment dword public use32 'DATA'
_DATA ends
_BSS segment dword public use32 'BSS'
_BSS ends
DGROUP group _BSS,_DATA

_TEXT segment dword public use32 'CODE'

_AddNum proc near
_AddNum endp

_MyFunc proc near
_MyFunc endp

_TEXT ends
end