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二进制基础

发表于 更新于

寄存器、缓存、内存、硬盘的相关知识，以及栈和栈帧平衡，对swap函数用F10调试，用栈分析其过程

寄存器

直接整合到CPU中的有限的高速访问速度的存储器，但是容量有限，所以一般只存储一些指令和使用频繁的数据，加快直接同内存读取指令和读写数据的速度。

缓存

数据交换的缓冲区（称作Cache），当某一硬件要读取数据时，会首先从缓存中查找需要的数据，如果找到了则直接执行，找不到的话则从内存中找。由于缓存的运行速度比内存快得多，故缓存的作用就是帮助硬件更快地运行。

内存

与CPU进行沟通的桥梁，计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存(Memory)也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。 内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。

硬盘

用来存储需要永久存储的文件。


CPU访问速度从快到慢排序为：

寄存器->缓存->内存->硬盘

寄存器寻址

参照汇编语言

小端序

高位字节存储在高位，低位字节存储在低位

数据在内存中一般以16进制储存，一个字节可以储存8个二进制位，一个16进制可以表示4个二进制位，所以一个字节可以存储2个16进制位，a在十六进制中表示十进制中的10，0-f均表示一个16进制位。

例如：① Char [4] “pwn”
Ascii ‘p’=70 ‘w’=77 ‘n’=6e(已经是16进制数了)

一个字节存储一个字符，所以不需要用到小端序，其在内存中的存储为：70、77、6e、00，00为\0的16进制数。

② int 0x1234 一个整型的可以存4个字节，此时需要对其进行排序，小端序排序，未排序之前是12，34；排序后高字节12排在高位置上，即右边，所以排序后，其存储形式应为：34，12。

栈和SWAP

一、栈的特点：
1、先进后出

2、地址从高位到低位延伸，先进的在高地址，push栈的底部会下降，pop底部会上升



这里上下两幅图都是可以表示栈的，由于栈的特性，我们只需要记住，栈底的地址较高，栈顶的地址较低即可



二、栈的作用：
1、暂时保存变量 //寄存器个数有限，运行函数需要寄存器，用栈保存省寄存器

2、调用函数时传递参数（与接下来的SWAP连接在一起）

3、保存函数返回地址 //调用函数，函数结束返回你调用的位置之后，利用了栈的先进后出的特点，即先调用的后返回

三、SWAP

a、b指要交换的两个数，aa为a的地址，bb为b的地址，*aa=a， *bb=b

1、可以被交换



分析过程：


SWAP函数将aa地址对应的值与bb地址对应的值交换，结果为：



主函数中a,b得值被交换，刚开始一直很迷，因为一直在用a,b进行入栈分析操作，所以觉得没变，事实上，a,b指示变量的名称。