# 解读《深入理解计算机系统(CSAPP)》第3章程序的机器级表示
本章中，我们了解C语言机器级编程，通过让编译器产生机器级程序的汇编代码表示，了解了编译器和他的优化能力，以及机器、数据类型和指令集。
一、程序编码
gcc命令：C编译器 ；gcc -0g 代表机器代码的优化等级 机器级编程，两种抽象：一、由指令集体系结构或指令集架构来定义机器级程序的格式和行为，它定义了处理器状态、指令的格式、以及每条指令对状态的影响。二、机器级程序使用的内存地址是虚拟地址，提供的内存模型看上去是一个很大的、按字节寻址的数组。
二、数据格式
x86-64指令集包括完整的针对字节、字和双字的指令。
| C声明 | Intel数据类型 | 汇编代码后缀 | 大小（字节） |
|---|---|---|---|
| char | 字节 | b | 1 |
| short | 字（短整型） | w | 2 |
| int | 双字（整型） | l | 4 |
| long | 四字（长整型） | q | 8 |
| char* | 四字 | q | 8 |
| float | 单精度 | s | 4 |
| double | 双精度 | l | 8 |
三、访问信息
一个x86-64的中央处理器单元（CPU）包含一组16个存储64位值的通用目的寄存器。这些寄存器用来存储整数数据和指针。
指令可以对这16个寄存器的低位字节中存放的不同大小的数据进行操作。生成1字节和2字节数字的指令会保持剩下的字节不变， 生成4字节数字的指令会把高位4个字节置为0（高16位）。
四、汇编指令
| 指令 | 效果 | 描述 |
|---|---|---|
| 数据传输指令 | ||
| mov | 传送 | |
| pushq | 压入栈 | |
| popq | 弹出栈 | |
| leaq | 加载有效地址 | 是movq指令的变形 |
| 算术和逻辑操作 | ||
| INC | 加1 | |
| DEG | 减1 | |
| NEG | 去负 | |
| NOT | 取补 | |
| ADD | 加 | |
| SUB | 减 | |
| IMUL | 乘 | |
| XOR | 异或 | |
| OR | 或 | |
| AND | 与 | |
| SAL | 左移 | |
| SHL | 左移 | |
| SAR | 算术右移 | |
| SHR | 逻辑右移 | |
| imulp | 有符号乘法 | |
| mulp | 无符号乘法 | |
| cqto | 转换为8字节 | |
| idivq | 有符号除法 | |
| divq | 无符号除法 | |
| 控制 | ||
| CMP | 不修改寄存器的值，只设置条件码 | 比较 |
| TEST | 测试 | |
| SET | 根据条件码组合set0/1 | 访问条件码 |
| jump | 跳转到另一条带标号的目的地 | 跳转指令 |
| cmove | 用条件传送来实现条件分支 | |
| switch_eg | 引用跳转表 | switch语句 |
| 过程 | ||
| call | 控制从函数P转移到函数Q的过程 | 转移控制 |
| %rdi %edx…… | 寄存器中的局部存储变量 | 数据传送 |
五、理解指针
1、每个指针都有都有一个值
2、指针用 & 创建
3、* 用于间接引用指针
4、数组引用（a[3]）与指针运算和间接引用（*(a+3)）有一样的效果
5、将指针从一种类型强制转换成另一种类型，只改变他的类型，不改变他的值
7、指针可以指向函数(int fun(int i); int (*fp)(int i); fp = fun;)
六、小结
我们了解C语言机器级编程，通过让编译器产生机器级程序的汇编代码表示，了解了编译器和他的优化能力，以及机器、数据类型和指令集。
Java的目标代码是特殊的二进制——java字节码，可以看成是虚拟机的机器级程序，软件解释器处理字节代码。另外有一种及时编译（just-in-time compilation JIT）动态的将字节码序列翻译成机器指令。