简明 X86 汇编语言教程 原创:司徒彦南 2002 年 4 月 8 日 徐远超于 2010-02-25 收集整理 2010-03-10 第 2 次补充 2010-03-25 第 3 次补充 目录 第 Ο 章 写在前面............................................................................ .......................................2 第一章 汇编语言简介.............................................................................................................3 第二章 认识处理器........................... ................................................................................42 第六章 Linux X86 汇编程序设计 ........................................................................................46 6

从汇编角度看编译器优化 by 彭于斌（ @archibate ） 往期录播： https://www.bilibili.com/video/BV1fa411r7zp 课程 PPT 和代码： https://github.com/parallel101/course 高性能并行编程与优化 - 课程大纲 • 分为前半段和后半段，前半段主要介绍现代 C++ ，后半段主要介绍并行编程与优化。 1 课程安排与开发环境搭建： cmake 与 git 入门 2.现代 C++ 入门：常用 STL 容器， RAII 内存管理 3.现代 C++ 进阶：模板元编程与函数式编程 4.编译器如何自动优化：从汇编角度看 C++ 5.C++11 起的多线程编程：从 mutex 到无锁并行 6.并行编程常用框架： OpenMP 与 Intel TBB 7.被忽视的访存优化：内存带宽与 cpu 缓存机制 8 9 及以上（ Linux 用户） CMake 3.12 及以上（跨平台作业） Git 2.x （作业上传到 GitHub ） CUDA Toolkit 10.0 以上（ GPU 专题） 第 0 章：汇编语言 x64 架构下的寄存器模型 通用寄存器： 32 位时代 • 32 位 x86 架构中的通用寄存器有： • eax, ecx, edx, ebx, esi, edi, esp, ebp

发明者之一 RISC-V 是学生学习指令集架构和汇编语言编程的不错选择，二者是后续使用高 级语言的基础。本书清晰地介绍了 RISC-V，还包含对其演化历史的深刻见解，以 及与其他常见架构的对比。以过去的指令集架构为鉴，RISC-V 的设计者能规避 一些不必要、不合理的特性，使其易于教学。虽然它很简洁，但它的强大足以在实 际应用中广泛使用。很久以前我教过汇编编程的入门课，如果我现在去教这门课， 我很乐意用本书作为教材。 ——迈克尔·贝德福特·泰勒（Michael B. Taylor），华盛顿大学教授 本书对于 RISC-V ISA 的所有从业人士来说是十分宝贵的参考。操作码按几种有 用的格式呈现，便于快速查阅，也易于汇编代码的开发和解释。此外，书中关于 如何使用 RISC-V 的阐释和示例能让程序员的工作更轻松。书中 RISC-V 和其他 ISA 的对比很有趣，也展示了 RISC-V 设计者做出设计决策的原因。 RISC-V 指令系统架构设计的先进性。 对于计算机专业和电子工程专业师生及计算机系统架构师和处理器设计者来说， 本书具有极好的参考价值。书中简明扼要地介绍了 RISC-V 各指令模块、汇编语言程 序及汇编指示符和伪指令、过程调用约定、链接与加载、浮点运算指令、原子指令、 压缩指令、向量指令、特权模式与特权指令等内容。通过阅读本书，读者可以快速了 解 RISC-V 指令集架构最基础的内容和

.................................................................................. 33 第三章 RISC-V 汇编语言 ................................................................................................ convention） ................................................................................. 41 3.3 汇编器 ................................................................................................. RISC-V 是学生学习指令集架构和汇编级编程的理想选择，而它们是以后用高级语言工 作的基础。这本写得很清楚的书提供了对 RISC-V 的很好的介绍，再加上一些对其演化 历史的深刻见解及与其它常见架构的比较。以过去的指令集架构为鉴，RISC-V 的设计 者能够避免一些不必要的、不合理的特征，这让教学过程变得容易。即使它很简洁，它 也足够强大，能在实际应用中广泛使用。很久以前我教过汇编编程的入门课，如果我现 在

计算机的演化历史 – 硬件计算到冯诺伊曼架构 • 构建虚拟世界 – MOS 6502 • 控制单元（control unit） • 运算逻辑单元（arithmetic logic unit） • 6502汇编器与链接器 • 未来目标 1970年程序员 CPU 80KHz 单核 内存 64KB 手编磁芯 老娘把你送上月球 2021年程序员 CPU 2,400,000KHz 4核 内存 8,000 虚拟内存？不存在的 • 都是用汇编编写程序 Go模拟Apple II • ZHUOS = Zhuo’s Hardly Usable Operating System for fun • 小结 • 早期电脑都是直接读写内存/硬件 • 操作系统仅仅是帮助处理IO • 进程？不存在的 • 用户？不存在的 • 虚拟内存？不存在的 你说汇编？ 可GCC 不支持6502啊 Go 编写汇编器 • 破除迷信 • processing https://www.youtube.com/watch?v=KINIAgRpkDA Go 编写汇编器 • 如何开始？ • http://www.appleoldies.ca/anix/ • 先读读前人的工作 • 然后用Go实现！ Go 编写汇编器等工具 • 用Go编写的汇编器编写ZHUOS • Tokenizer + Parser（可以参加比赛） • 解析语句 • 几乎不用的就直接不实现

A 的吧，所以他只是把分支 A 的比例下调到 80% ，直到第二次又被打脸，下调到最初 的起点 50%…… 从汇编看 if-else jle .L2 ：如果上一次 cmp 的结果为小于等于，则跳转到 .L2 jmp .L3 ：无条件跳转到 .L3 归纳得出 if-else 转换成汇编后的固定格式 • if ( 条件 > 0) { // 大于才执行 A ，否则 B • 分支 A; equal ne 不等于 not equal http://unixwiz.net/techtips/x86-jumps.html 手动进行无分支优化的方法 无分支优化：从汇编角度分析 • 发生了什么？让我们把源码和汇编逐个对应。 • x 是第一个参数（通过 edi 传入，被存入 rbp 指向的堆 栈） • 比较 x 和 0 的大小（ cmp 命令把刚存入堆栈的 x 和 0 比较） ifelse 的。 “ 摆大烂”的效果和 ifelse 几乎一样，也就是说根本没用，三目运算符还是生成了 低效的跳转指令，自己不上进，还指望编译器来救你？你还不如坐等天上掉馅饼。 从汇编角度分析（ -O0 ） 从汇编角度分析（ -O3 ） 因为 clamp 用了两次分支， if-else-if-else ，刚才 -O0 时是需要连续两次条件跳转指令的。 但是在 -O3 的淫威下，编译器把其中一个条件跳转自动优化掉了（

mingw + ms交叉编译 4.Intel + ms 本地化编译(部分) 5.VS直接编译需要改源码。 FFmpeg 汇编 在linux上开发，gcc编译的，分为2类，嵌⼊式汇编格式(.c/.S);汇编⽂件 格式(.asm).gcc 使⽤AT&T语法格式的汇编⾮Intel. 指令⽀持: 1.ppc 2.x86(IA芯⽚) 3.arm 4.Sparc(Sun) 5.bfin、sh4(DSP芯⽚) FFmpeg Framework AVCodec AVInputFormat SwsContext AVOutputFormat AVUtil库函数 IO、NetWork、Memory、汇编、算法、数据结构 AVAudioResample AVFilter Protocol FFmpeg 转码流程 av_format_read ff_format_read 协议、⽂件格式

到 MAC 转换表 arpd 收集免费ARP信息 arping 通过发送ARP协议报文测试网络 arptables 管理ARP包过滤规则表 arpwatch 监听网络上ARP的记录 as 汇编语言编译器 at 在指定时间执行一个任务 atop 监控Linux系统资源与进程的工具 atq 列出当前用户的at任务列表 atrm 删除待执行任务队列中的指定任务 awk 文本和数据进行处理的编程语言 到 MAC 转换表 arpd 收集免费ARP信息 arping 通过发送ARP协议报文测试网络 arptables 管理ARP包过滤规则表 arpwatch 监听网络上ARP的记录 as 汇编语言编译器 at 在指定时间执行一个任务 atop 监控Linux系统资源与进程的工具 atq 列出当前用户的at任务列表 atrm 删除待执行任务队列中的指定任务 awk 文本和数据进行处理的编程语言 监听。 arpwatch 补充说明 语法 选项 arpwatch 监听网络上ARP的记录 - 68 - 本文档使用 书栈网 · BookStack.CN 构建 汇编语言编译器 as命令 GNU组织推出的一款汇编语言编译器，它支持多种不同类型的处理器。 1. as(选项)(参数) 1. -ac：忽略失败条件； 2. -ad：忽略调试指令； 3. -ah：包括高级源； 4. -al：包括装配；

. . . . . 48 4.8.4 通过 9p virtio 共享文件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.9 学习汇编 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4.10 学习 C 语言 . . . . 11-lab 后，可直接在 Linux Lab 内使用 – https://tinylab.org/linux-0.11-lab • CS630 QEMU Lab – 用于 X86 Linux 汇编学习，今后仅集成到 Linux Lab Disk，即泰晓 Linux 实验盘 – 下载到 labs/cs630-qemu-lab 后，可直接在 Linux Lab 内使用 – https://tinylab 零损编译：扩大可用容量，提升编译速度，节省擦写寿命 – 出厂恢复：在主系统出现某些故障的情况下，允许恢复出厂系统 – 即时实验，集成多套自研实验环境，可在 1 分钟内开展 Linux 内核、嵌入式 Linux、 U-Boot、汇编、C、Python、数据库、网络等实验 • 购买地址 – 泰晓开源小店，该地址为目前唯一官方在线销售地址 • 产品详情 18 欢迎加入 Linux Lab 用户组，联系微信：tinylab，公众号：泰晓科技

尝试用RUST写教学操作系统 向勇、陈渝 清华大学计算机系 20181123 1 背景 • 用什么语言写操作系统？ – 汇编 – C – C++ – GO – RUST – … 2 3 各位老师所教的课程信息统计 计算机组成原理 编译原理 操作系统 其他 A B C D 提交 多选题 1分 此题未设答案 此题未设答案 面临的问题 • 教学的要求 – 简洁 • 实验环境：Nachos、XV6、ucore • CPU：X86、MIPS、ARM、RISC-V • 语言：汇编、C、… – 真实 • QEMU、开发板、真实系统 – 开放 • 树莓派、Edison、FPGA 4 已有的尝试 • 用C语言写OS – MIT 6.828 – Harvard cs161 形成一组基于RustOS的操作系统课实验 https://rucore.gitbook.io/rust-os-docs/bootloader 20 后续工作 • 适合操作系统开发的语言剪裁 – 汇编 – C – Rust – … – 什么是适合内核开发的语言特征？ 21 22 您认为系统软件教学应该选择什么程序设计语言？ 作答 正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂