CSAPP第四章

目录

前言

一、基础知识

二、Y86-64顺序实现

二、关于if-else会降低程序效率问题

总结

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前言

目前读CSAPP（深入理解计算机系统）有一个月了，看了大概五章内容了，但是一直没时间来写写总结（主要还是懒），想从今天开始写写系列文章，总结一下每一章的内容。

事先声明，我写的总结可能不是特别全面，可能就是从程序员的角度来书写一下这本书比较有用的地方，还是菜鸟阶段，可能有诸多漏洞，还请多多指正。

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首先是第四章的，第四章讲了处理器体系结构，比较偏硬件方面，但是可以帮助我们理解一下更加底层的内容。

一、基础知识

        第四章是在讲机器指令执行过程，并且附带了大概硬件是怎么实现的，我们首先要了解什么是机器指令，我们程序员平时写的c语言可以称为高级语言，高级语言可以汇编成汇编语言，就是比如mov指令、add指令和push指令等这些组成的汇编语言，然而计算机其实只会认识0和1这两个数字，所以就需要再利用编译器编译成机器级别指令，就是利用数字来代表每个指令（有点类似于ASCALL码中利用数字代表字母的意思）。

        第四章指明了哪些是程序员可见状态，包含：寄存器、条件码、程序状态、pc、内存。

二、Y86-64顺序实现

  这里主要讲述了一条机器指令的执行过程，包含取指、译码、执行、访存、写回、更新pc操作。

1.取指

        取指，顾名思义，就是获取指令，就是从pc所指向的内存地址取出指令。pc是指程序计数器寄存器，专门用来存储当前执行指令的地址。

2.译码

        译码阶段是从指令中所指向的寄存器中读入最多的两个操作数valA  or  valB（其实就是访问寄存器，拿出操作数）。

3.执行

        执行阶段ALU（算术逻辑单元）根据我们输入的valA和valB，并且根据相应的指令执行相应的运算。

4.访存

        假如该条指令设计到了内存的操作，这个阶段就是写回或者读取内存。

5.写回

        更新相应的寄存器的值，和译码阶段是相反的两个操作。

6.更新pc

        根据这次指令长短，更新pc，计算下一条指令的地址是多少。

二、关于if-else会降低程序效率问题

        顺序执行难免会效率太低，所以现在处理器一般都是流水线作业，其中在执行if-else语句时时进行分支预测，就是会实现把if或者else中的指令读取进来，并且有可能会进行往下进行译码和执行，这就会导致一个问题，就是假如分支预测错误，这些工作都白做了，而且处理此时要等待另外一个分支指令加载进来，所以就会白白浪费很多指令周期，会导致程序性能下降，所以我们平时要少写if-else语句，争取用其他方式代替。

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总结

感觉自己对硬件或者汇编这块理解不是很深，所以写的比较渐显，供自己之后复习使用。