深入理解计算机系统（三）-- 建立C语言和机器级汇编语言的映射（跳转/函数调用）

前言

平时我们在写C代码的时候，经常用到的一些比如声明变量、定义函数和调用函数，使用条件语句和循环等等，我们往往认为很简单，但是又会有些困惑：这些C语言在计算机上是怎么实现功能的呢，以及在硬件级上实现这些功能又做了哪些优化呢？
这一章就是主要给我们在平时写的C语言和汇编语言以及真实的硬件实现上做一个映射，帮助我们从C语言的实现角度学习计算机。
这一章最开始介绍了数据格式，通用寄存器和一些常用的数据传送指令、算数和逻辑操作指令等。我个人更感兴趣的是后半部分的讲述，包括：控制类指令，过程调用，数组/struct/union这类的内存分配和访问，以及最后的缓冲区溢出引发的安全问题。

控制

有些时候，指令在程序中并不是一条接一条的按顺序执行的，C语言中就有很多会改变程序执行顺序的代码实现，比如条件语句、循环语句和分支语句，这些语句需要有条件的执行，根据测试的结果决定操作执行的顺序。为了方便知道这些条件是什么以及指令是否能条件执行，CPU设置了一个条件码寄存器。在判断了条件是否允许之后，还需要一个跳转指令让程序改变原有的执行路径，这个跳转指令分为无条件跳转，有条件跳转（看到条件码的作用了吧，这里面的条件用的就是条件码寄存器里面的值呗！）

• 条件码
  设置条件码
  条件码被存储在CPU的条件码寄存器里面，可以检测这些寄存器来执行条件分支指令。最常见的条件码有：
  CF：进位标志。最近的操作使最高位产生了进位，可用来检查无符号操作的溢出。
  ZF：零标志。最近的操作得出的结果为0.
  SF：符号标志。最近的操作得到的结果为负数。
  OF：溢出标志。最近的操作导致一个补码溢出——正溢出或负溢出。
  下图中的指令除了leaq以外都是会设置条件码的。
  
  除了上图中的指令，还有两类指令（如下图），它们只设置条件码而不改变任何其他寄存器。
  
  访问条件码
  条件码通常不会直接读取，常用的使用方法有三种：

• 可以根据条件码的某种组合，将一个字节设置为0或者1

• 可以条件跳转到程序的某个其他的部分 （if…else…）

• 可以有条件的传送数