CSAPP 3-1 程序的机器级表示

1 本章总述

1) 通过让编译器产生机器级程序的汇编表示, 学习了编译器及其优化能力, 以及机器、数据类型和指令集;

2) 学习了程序如何将数据存储在不同的内存区域中 —— 程序开发人员需要知道一个变量是存储在运行时栈中, 亦或是在某个动态分配的数据结构中, 还是全局程序数据的一部分;

3) 程序是以指令序列来表示的, 每条指令都完成一个单独的操作; 部分程序状态, 比如寄存器和运行时栈, 对程序开发人员来说是直接可见的;

4) 编译器必须使用多条指令来产生和操作各种数据结构, 以及实现包括条件、循环和过程等在内的控制结构;

2 扩展内容

(1) C 语言中缺乏边界检查, 这就是的许多程序容易出现缓冲区溢出 —— 容易受到恶意入侵和攻击.

(2) 编译 C++ 和 C 的区别:

C++ 的早期实现只是简单地执行了从 C++ 源到 C 源的转换, 并对结果运行 C 编译器, 产生目标代码;
C++ 的对象用结构来表示, 类似于 C 中的struct;
C++ 的方法使用指向实现方法的代码的指针来表示的.

(3) Java 的编译方式:

Java 的目标代码是一种特殊的二进制表示 —— Java 字节码 —— 可以看作是虚拟机的机器级程序;
Java 用字节码作为程序的低级表示, 优势是: 相同的代码可以在许多不同的机器上执行, 只需要在不同的机器上安装 Java 虚拟机(JVM)即可;
Java 中还有一种称为 即时编译(Just-In-Time Compilation) 的方法, 动态地把字节代码序列翻译成机器指令, 当代码要执行多次时(比如在循环中), 这种方法执行起来更快.

需要注意的是: Java 虚拟机并不是直接用硬件实现的, 而是用软件解释器处理字节码, 模拟虚拟机的行为.

未完待续...