第一节 Bits, Bytes and Integers

逻辑移位（SHR）补全填0

算术移位（SAR）按最高位填数字

无符号数

有符号数与无符号数的转换

在进行有符号数与无符号数的运算时（特别是比较运算），会将有符号数转换为无符号数再进行运算。

无符号数加法 $+^u_wx$

无符号数求反 $-^u_wx$

补码加法 $+^t_wx$

补码的非 $-^t_wx$

浮点数

IEEE标准设定

$V=(-1)^s×M×2^E$

s:符号（sign) s 决定这数是负数还是正数，而对于数值 0 的符号位解释作为特殊情况处理。
M:尾数(significand) M 是一个二进制小数，它的范围是 $1\sim 2-\epsilon$ 或者是 $0\sim1-\epsilon$
E:阶码（exponent) E的作用是对浮点数加权，这个权重是2的E次幂(可能是负数)。

将浮点数的位表示划分为三个字段，分别对这些值进行编码：
一个单独的符号位s，直接编码s
k位的阶位 exp= $e_{k-1}e_{k-2}...e_1e_0$ ，编码E
n位的小数字段 frac= $f_{n-1}f_{n-2}...f_1f_0$ ,编码M

浮点类型	s	exp	frac
单精度	31	30~23 ：k=8	22~0 ：n=23
双精度	63	62~52 ：k=11	51~0 ：n=52

分类

对单精度的分类，主要在于判断exp的条件

$Bias=2^k-1$ , 是单精度是 127 , 双精度是 1023 的偏置值。由此产生指数的取值范围，也就是exp，对于单精度是 -126 ~ +127, 而对于双精度是 -1022~ +1023

种类	表示方式	E	M
规格化	exp不全为0，不全为1	E=e-Bias	1+f
非规格化	exp全为0	E=1-Bias	f
无穷大	exp全为1，frac全为0
NaN	exp全为1，frac有1有0

强制类型转换

第六节机器级控制

gcc命令执行过程

1	gcc 1.cpp -Og -o 1

预处理器（展开#include，#define） -> 编译器（产生汇编代码，.s)

-> 汇编器 (转为二进制代码，.o)-> 链接器（链接库文件，生成可执行文件）

汇编代码数据格式

数据大小

C语言数据类型	Intel数据类型	汇编代码后缀	大小（字节）
char	字节	b	1
short	字	w	2
int	双字	l	4
long	四字	q	8
char*	四字	q	8
float	单精度	s	4
double	双精度	l	8

在x86-64机器上，指针长为8个字节

寄存器

一个 X86-64 的中央处理单元（CPU)包含一组 16 个存储 64 位值的通用目的寄存器。
这些寄存器用来存储整数数据和指针。

指令可以对这 16 个寄存器的低位字节中存放的不同大小的数据进行操作。字节级操作可以访问最低的字节，16 位操作可以访问最低的 2 个字节，32 位操作可以访问最低的 4 个字节，而 64 位操作可以访问整个寄存器。
在后面的章节中，我们会展现很多指令，复制和生成 1 字节、2 字节、4 字节和 8 字节值。当这些指令以寄存器作为目标时，对于生成小于 8 字节结果的指令，寄存器中剩下的字节会怎么样，对此有两条规则：

生成 1 字节和 2 字节数字的指令会保持剩下的字节不变
生成 4 字节数字的指令会把髙位 4 个字节置为 0。后面这条规则是作为从IA32到 X86-64 的扩展的一部分而采用的

寄存器	详细释义	意义	作用
ax	accumulator reg	累加寄存器	累加器可用于乘、除、输入/输出等操作
bx	base reg	基址寄存器	它可作为存储器指针来使用
cx	counter reg	计数寄存器	控制循环次数或用CL来指明移位的位数
dx	data reg	数据寄存器	乘除运算时作为默认的操作数参与运算
si	Source index	来源索引寄存器	存放存储单元在段内的偏移量，方便寻址
di	Destination index	目的索引寄存器	存储器指针、串指令中的目的操作数指针
bp	Base pointer	基址指针寄存器	被调用者保存/栈基址寄存器-指向栈底
sp	Stack pointer	堆栈指标寄存器	栈寄存器-指向栈顶