在高級(jí)語言中倔丈，變量和數(shù)值操作是很基本的語法喻鳄，基本所有語言都有扼倘，但是其在匯編級(jí)別上是怎么實(shí)現(xiàn)的？或者拓展了說除呵，在計(jì)算機(jī)上再菊，變量和數(shù)值操作的實(shí)現(xiàn)邏輯是怎樣的？

主要內(nèi)容

• 匯編與機(jī)器碼
  首先竿奏，我們要知道袄简，在計(jì)算機(jī)架構(gòu)中腥放，最重要的兩層抽象是指令集和虛擬內(nèi)存泛啸。前者是所有計(jì)算機(jī)程序的最小邏輯單元，即所有的計(jì)算機(jī)程序秃症，都會(huì)被轉(zhuǎn)換為一連串的計(jì)算機(jī)指令并運(yùn)行候址。而虛擬內(nèi)存則是計(jì)算機(jī)對程序可訪問內(nèi)存的一層抽象，因?yàn)檫@層抽象存在种柑，每一個(gè)運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上的程序可以認(rèn)為內(nèi)存是一個(gè)只有自己和OS在使用超級(jí)大的字節(jié)數(shù)據(jù)岗仑。

  而計(jì)算機(jī)上存儲(chǔ)、使用的數(shù)據(jù)都是二進(jìn)制數(shù)（機(jī)器碼）的形式聚请，因此荠雕，所有的計(jì)算機(jī)指令都會(huì)被轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，計(jì)算機(jī)最終會(huì)根據(jù)這些不同的二進(jìn)制數(shù)執(zhí)行相應(yīng)的計(jì)算機(jī)指令驶赏。但是二進(jìn)制數(shù)是機(jī)器的語言炸卑，如果我們要直接使用二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編程，先不提各個(gè)機(jī)器上的相同指令對應(yīng)機(jī)器碼之間的差異性和代碼的可讀性問題煤傍，記憶各個(gè)指令對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)無疑是困難的盖文。而如果我們設(shè)計(jì)一種人類可以很容易理解、記憶的語言蚯姆，它與計(jì)算機(jī)指令有一一對應(yīng)的關(guān)系五续，而我們只要再創(chuàng)建一個(gè)計(jì)算機(jī)指令編譯器，將這種新語言轉(zhuǎn)換對應(yīng)的機(jī)器碼龄恋，即解決了上述提到的各個(gè)問題疙驾。

  而匯編語言就是上面說的“新語言”，它只是對各個(gè)計(jì)算機(jī)指令二進(jìn)制數(shù)的簡單字符抽象郭毕，匯編語言的格式與編譯器最終轉(zhuǎn)換為的二進(jìn)制數(shù)形式數(shù)據(jù)并沒太大區(qū)別荆萤。下面是一個(gè)簡單的代碼實(shí)例：
  【待補(bǔ)充】

• 數(shù)據(jù)類型
  在計(jì)算機(jī)上沒有常規(guī)意義的數(shù)據(jù)類型的概念，即沒有Integer，String類型之分链韭。在 匯編語言中偏竟，只存在不同長度的二進(jìn)制數(shù)，但是使用二進(jìn)制數(shù)時(shí)敞峭，指令參數(shù)只有以下三種：

  1. 標(biāo)量踊谋，例如$1，$22旋讹，當(dāng)它出現(xiàn)在指令參數(shù)時(shí)殖蚕，參數(shù)的值就是其對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，$符號(hào)只是在匯編的寫法習(xí)慣沉迹，在實(shí)際的二進(jìn)制代碼中并不存在$前綴睦疫。
  2. 寄存器，例如%rax鞭呕，%rsi蛤育，當(dāng)它出現(xiàn)在指令參數(shù)時(shí)，表示的值為存儲(chǔ)在寄存器中的二進(jìn)制數(shù)葫松。和上面的標(biāo)量表示一樣瓦糕，匯編的寫法上一般會(huì)在寄存器名前加上%做為標(biāo)識(shí)。使用寄存器作為參數(shù)時(shí)腋么，需要注意咕娄，當(dāng)指令要操作不同長度的二進(jìn)制數(shù)時(shí)，我們要使用對應(yīng)長度的寄存器名珊擂。例如圣勒，寄存器%rax的64位、32位摧扇、16位和8位的名稱分別為%rax圣贸，%eax，%ax扳剿，%al旁趟，那么當(dāng)計(jì)算機(jī)指令操作16位數(shù)據(jù)時(shí)，需要用%ax標(biāo)識(shí)該寄存器庇绽，8位則使用%al锡搜，需要與指令類型嚴(yán)格一致。
  圖片來自《深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)》
  3. 內(nèi)存數(shù)據(jù)瞧掺，例如0x100耕餐，(%rdi)，當(dāng)指令參數(shù)沒有$|%前綴時(shí)辟狈，那么他就表示的是存放在內(nèi)存某個(gè)位置的二進(jìn)制數(shù)肠缔。這個(gè)時(shí)候夏跷，該二進(jìn)制數(shù)的長度只取決于指令類型。 ()表示的是一種特殊的內(nèi)存地址計(jì)算規(guī)則明未，計(jì)算規(guī)則為：
     匯編語言內(nèi)存計(jì)算.PNG
     例如槽华，100(, %rdi, 2)，其中%rdi的值為0x1趟妥，則最終結(jié)果為100 + 1 * 2 = 102猫态，即內(nèi)存地址為102。

• 訪問數(shù)據(jù)（未完）

• 算術(shù)邏輯操作

思考：

• 在匯編語言中披摄，如何表示高級(jí)語言中的變量亲雪？
  在高級(jí)語言中，變量往往就代表著程序的操作對象疚膊，可以作為計(jì)算結(jié)果的存儲(chǔ)地點(diǎn)义辕、程序的操作對象，甚至可以表示一段程序的執(zhí)行過程寓盗。但是對于匯編語言來說灌砖，不管是可操作的數(shù)據(jù)，還是計(jì)算機(jī)指令本身贞让，都只是一連串的二進(jìn)制數(shù)周崭，這些二進(jìn)制數(shù)的具體含義柳譬，僅依賴于其在匯編程序中的上下文（指令類型及參數(shù)位置）喳张。
  但是在匯編語言中并不存在變量的概念，匯編語言的操作對象是各個(gè)寄存器和內(nèi)存數(shù)據(jù)美澳，那么匯編語言是怎么表示高級(jí)語言中變量的語義的呢销部？
  我們先看一段代碼，對于C語言函數(shù)：

  void concat_char(char a, char b, char *dest){
    dest[0] = a;
    dest[1] = b;
  }
  

  其轉(zhuǎn)換的匯編語言可能是這樣的：

  concat_char:
    movb  %dil, (%rdx)          %dil表示第一個(gè)參數(shù)所在的寄存器制跟，%rdx表示第三個(gè)參數(shù)所在寄存器地址舅桩，由于第三個(gè)參數(shù)是指針，因此需要加上()表示取其指向的內(nèi)存地址
    movb  %sil, (%rdx, $1, 1)   %sil表示第二個(gè)參數(shù)所在的寄存器雨膨，$1表示標(biāo)量擂涛，即$1就表示了數(shù)值1，(%rdx, $1, 1)的語義為(%rdx + 1 * 1)指向的內(nèi)存地址
    ret                         表示函數(shù)結(jié)束
  

  上面的匯編代碼中聊记，movb表示移動(dòng)一個(gè)字節(jié)撒妈，參數(shù)有兩個(gè)，第一個(gè)參數(shù)為源地址排监，第二個(gè)參數(shù)為目標(biāo)地址狰右。從上面匯編代碼可以看出，對于匯編語言舆床，不同的參數(shù)類型只代表著不同的數(shù)據(jù)大小棋蚌。
  即使考慮更復(fù)雜的變量類型 ---- JAVA中的對象嫁佳，其存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中也只是一連串的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，對于匯編語言來說也只有使用上的區(qū)別谷暮，即JVM轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼時(shí)蒿往，可能會(huì)以不同的指令（同一類型指令，但是操作不同大小的數(shù)據(jù)）去操作對應(yīng)對象數(shù)據(jù)的各個(gè)一部分(對應(yīng)著對象實(shí)例的不同的字段類型)湿弦，但是變量本身卻只對應(yīng)著某個(gè)寄存器或某個(gè)內(nèi)存地址熄浓。
  總的來說，我們或許可以這樣認(rèn)為省撑，在匯編語言并不存在變量的概念赌蔑，但是我們可以通過操作不同數(shù)據(jù)大小的不同指令，結(jié)合寄存器和內(nèi)存地址來模擬實(shí)現(xiàn)變量的效果竟秫。