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64 位汇编语言编程入门:适用于 Linux 与 OS X

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资源介绍

系统(英文版电子书) 核心内容架构 (一)基础概念与环境搭建 书中开篇先梳理 Intel CPU 架构的演进历程,指出 x86-64 架构与以往架构的显著区别,如段寄存器基本过时、通用寄存器数量增加且功能更通用等,让读者快速建立对 64 位架构的整体认知。同时,详细介绍了专为 64 位汇编编程设计的集成开发环境 “ebe”,包括其安装步骤(涵盖从二进制包安装和从源码安装两种方式,适配 Linux 和 OS X 系统)、主要功能(如代码编辑、调试、项目管理等),以及 yasm 汇编器和 gdb 调试器的使用方法,为读者搭建好编程所需的工具环境。 (二)核心编程知识 数据表示与运算:深入讲解二进制、十六进制、整数(含有符号和无符号)、浮点数的表示方法及运算规则,包括二进制加法、乘法,浮点数的转换与运算等,还介绍了通过 “位桶”(bit bucket)工具探索位运算的方法,帮助读者夯实数据处理的基础。 内存管理:剖析计算机内存的映射机制,对比 Linux 和 OS X 系统下进程的内存模型(文本段、数据段、堆、栈等区域的布局与特点),阐述如何通过 ebe 和 gdb 工具查看内存内容,同时详细讲解 64 位模式下内存映射的层级结构(页映射级别 4、页目录指针表等)及大页内存的支持情况。 寄存器与指令:详细介绍 x86-64 架构的 16 个通用整数寄存器和 16 个浮点寄存器的功能与使用规则,重点讲解数据移动(mov 系列指令)、算术运算(加、减、乘、除、取反等指令)、位运算(与、或、异或、移位、位测试与设置等指令)、分支与循环(无条件跳转、条件跳转、各类循环结构实现)等核心指令的用法,并结合实例帮助读者理解。 函数与数组:讲解函数的调用机制,包括栈的作用、调用与返回指令、函数参数传递规则(Linux 和 OS X 系统的 System V ABI 协议)、栈帧的建立与撤销,以及递归函数的实现;同时介绍数组的地址计算方法、内存引用模式、数组的分配与处理(如填充数组、查找数组最值等),还有命令行参数数组的使用。 高级编程主题:涵盖浮点指令(浮点寄存器操作、浮点数据移动、运算、转换、比较及数学函数)、系统调用(Linux 和 OS X 系统的 64 位系统调用方式及 C 包装函数)、结构体(与 C 兼容的结构体定义与使用)、C 流 I/O 函数(文件的打开、读写、定位、关闭等操作)、数据结构(链表、双向链表、哈希表、二叉树的实现与操作),以及高性能汇编编程技巧(缓存高效利用、公共子表达式消除、循环优化、使用专用指令等)。 (三)实践案例与附录 书中包含大量实用的示例代码,如计算 3D 距离、点积、多项式求值、Sobel 滤波器实现、相关性计算等,帮助读者将理论知识应用到实际编程中。附录部分提供了 ebe 的详细使用指南、gdb 调试工具的用法、scanf 和 printf 函数的使用说明、yasm 宏的使用方法,以及更多学习资源的来源,为读者提供全方位的学习支持。 三、书籍特色与价值 (一)特色 聚焦 64 位编程:摒弃传统教材对旧架构的过多关注,专注于 64 位汇编语言编程,内容贴合当前 64 位操作系统主流趋势,实用性强。 注重实践操作:从开篇就引入实际编程任务,每个章节都配有示例代码和练习,读者可借助 ebe 环境快速上手,通过实践加深对知识的理解。 跨系统适配:同时覆盖 Linux 和 OS X 两个主流操作系统,详细说明两者在 64 位汇编编程中的共性与差异,方便不同系统用户学习。 工具支持完善:配套开发环境 ebe 简化了汇编、链接和调试流程,降低了 64 位汇编编程的入门门槛,同时介绍 gdb 等常用工具的使用,助力读者高效调试。 (二)价值 知识体系完整:从基础概念到高级主题,构建了完整的 64 位汇编语言编程知识体系,既适合初学者入门,也可作为有经验开发者的参考资料。 提升底层认知:帮助读者深入理解计算机 CPU 的工作原理、内存管理机制、指令执行过程等底层知识,进而提升在高级语言编程中的问题分析与调试能力。 助力高性能编程:书中介绍的高性能汇编编程技巧,能帮助读者编写更高效的代码,适用于对性能要求较高的场景,如科学计算、核心算法实现等。