你好我是拉依达，这是我秋招结束后更新的第一个系列。我将争取完成“ 年轻人，你渴望力量吗？”的全套深度笔记。 今天开始进行第一本CSAPP：深入理解计算机系统。 ———————————————————————————————— 现开通针对在校生嵌入式学习咨询服务，学习路线可见下文： 拉依达的嵌入式学习和秋招经验-CSDN博客 咨询详情请加vx：songwei4615，加vx请备注CSDN咨询 ————————————————————————————————

最小的可寻址内存单位：8位的块（字节byte）

机器级程序将内存视为一个非常大的字节数组，称为虚拟内存( virtual memory)。

内存的每个字节都由一个唯一的数字来标识，称为它的地址(address)，所有可能地址的集合就称为虚拟地址空间( virtual address space)。

顾名思义，这个虚拟地址空间只是一个展现给机器级程序的概念性映像。

实际的实现是将动态随机访问存储器(DRAM)、闪存、磁盘存储器、特殊硬件和操作系统软件结合起来，为程序提供一个看上去统一的字节数组。

十六进制(简写为“hex”)：使用数字“0’~“9’ 以及字符‘A‘~‘F’来表示16个可能的值。

用十六进制书写，一个字节的值域为0016 ~FF 16。C语言中，以0x或0X开头的数字常量被认为是十六进制的值。字符‘A’~‘F‘ 既可以是大写，也可以是小写。

计算机字长（word size），指明指针数据的大小。虚拟地址是用一个字编码，字长决定虚拟地址的空间大小。

对一个字长为n的机器，虚拟地址范围0~2n-1，最多访问2n个字节。

32位机器地址空间为4GB，64字节为16EB，实际上64字节使用48位，也就是256TB。

大多数64位机器可以兼容32位程序

计算机和编译器支持多种不同方式编码的数字格式，如不同长度的整数和浮点数。

比如，许多机器都有处理单个字节的指令，也有处理表示为2字节、4字节或者8字节整数的指令，还有些指令支持表示为4字节和8字节的浮点数。

为了避免由于依赖“典型”大小和不同编译器设置带来的奇怪行为，ISOC99引入了一类数据类型，其数据大小是固定的，不随编译器和机器设置而变化。其中就有数据类型int32t和int64t，它们分别为4个字节和8个字节。

使用确定大小的整数类型是程序员准确控制数据表示的最佳途径。

对于跨越多字节的程序对象，两个规则：

在几乎所有的机器上，多字节对象都被存储为连续的字节序列，对象的地址为所使用字节中最小的地址。

例如，假设一个类型为int的变量x的地址为0x100，也就是说，地址表达式&x的值为0x100。那么，(假设数据类型int为32位表示)x的4个字节将被存储在内存的0x100、0x101、0x102和0x103位置。

最低有效字节在最前面的方式，称为小端法( little endian)。 最高有效字节在最前面的方式，称为大端法( big endian)。

假设变量ⅹ的类型为int，位于地址0x100处，它的十六进制值为0x01234567，高字节为0x01，低字节为0x67。地址范围0×100~0x103的字节顺序依赖于机器的类型。

和人类读法相同的是大端

C语言中字符串被编码为一个以null（其值为0）字符结尾的字符数组。每个字符都由某个标准编码来表示，最常见的是 ASCII字符码。

“12345”来显示字节，我们得到结果313233343500。在使用 ASCII码作为字符码的任何系统上都将得到相同的结果，与字节顺序和字大小规则无关。因而，文本数据比二进制数据具有更强的平台独立性。

下面C函数

不同编译器，生成如下机器代码：

机器代码不同是因为指令编码是不同的。不同的机器类型使用不同的且不兼容的指令和编码方式。即使是完全一样的进程，运行在不同的操作系统上也会有不同的编码规则，因此二进制代码是不兼容的。

二进制代码很少能在不同机器和操作系统组合之间移植。从机器的角度来看，程序仅仅只是字节序列。机器没有关于原始源程序的任何信息，除了可能有些用来帮助调试的辅助表以外。

C语言的一个很有用的特性就是它支持按位布尔运算。以下是一些对char数据类型表达式求值的例子：

C语言还提供了一组逻辑运算符‖、&&.和!，分别对应于命题逻辑中的OR、AND和NOT运算。 逻辑运算认为所有非零的参数都表示TRUE，而参数0表示 FALSE。它们返回1或者0，分别表示结果为TRUE或者为 FALSE。以下是一些表达式求值的示例：

C语言还提供了一组移位运算，向左或者向右移动位模式。

C语言标准并没有明确定义对于有符号数应该使用哪种类型的右移。 实际上，几乎所有的编译器/机器组合都对有符号数使用算术右移、无符号数右移必须是逻辑的。（为了不因为移动变化符号）

移动K位，k很大情况：

实际上C语言进行取余数运算

因此最后得到如下：

C语言支持多种整型数据类型。每种类型都能用关键字来指定大小，这些关键字包括char、 short、long。

唯一一个与机器相关的取值范围是大小指示符long的。大多数64位机器使用8个字节的表示，比32位机器上使用的4个字节的表示的取值范围大很多。

整数编码中，每个位x 都取值为0或1，后一种取值意味着数值2应为数字值的一部分。我们用一个函数B2Uw( Binary to unsigned 的缩写，长度为w)来表示。

表示负数值，编码就是补码(two’ s-complement)形式。将字的最高有效位解释为负权( negativeweight)。我们用函数B2Tw( Binary to Two’ s-complement的缩写，长度为w)来表示。

原码、反码和补码，不同的规则来表示正负号。

原码、反码、补码 详解！_原码反码补码-CSDN博客

强制类型转换的结果保持位值不变，只是改变了解释这些位的方式。-12345的16位补码表示与53191的16位无符号表示是完全一样的。将short强制类型转换为 unsigned short改变数值，但是不改变位表示。

INT_MIN这样写的原因是：

虽然-2147483648 这个数值能够用int类型来表示，但在C语言中却没法写出对应这个数值的int类型常量。

因为按照c语言的类型推导，-2147483648被写成常量形式的时候，对于c90，其会转成unsigned类型来表示为2147483648，对于c99，其会被表示为long long类型，值为-2147483648。