c语言和汇编语言是如何转换的（一步步编写操作系统）

也许有的同学喜欢用汇编语言来实现操作系统，觉得用汇编来写程序似乎更简单直接，可控性比较强，有种“一切尽在掌握”的赶脚。而用c语言实现操作系统这件事，虽然轻松很多，但似乎隐约感觉到有些慌张。因为虽然c语言相对来说更接近于人的逻辑思维，但恰恰是这种优越性，给一些好学的同学带来了困扰，毕竟咱们是在写底层的软件，必须要随心所欲地控制cpu，要时时刻刻知道cpu在干什么。而感觉上，c语言不能直接控制cpu，比如无法直接控制寄存器，这里面有太多的黑盒子，无法掌控的东西似乎有很多，不知道编译器在后面是怎么将我的逻辑思维转换成机器指令的。这种黑盒式的操作确实让人觉得神秘又不放心。

不同语言应用在不同的层级，各层级有不同的思维方式，c语言运用在更高的层级上，它的一行代码相当于多行汇编语言代码，因此c语言的语法对于汇编语言来说类似于一种需求。汇编语言相对来说运用在较低层级上，它是为完成宏观需求的具体步骤，在程序语言层面，汇编语言可以认为是不能再细分的最基本的原子。应用不同层级的语言，我们只要运用那个层级的思维即可。c语言和汇编语言的关系就像产品经理和开发人员那样，产品经理在设计一款产品时，只需要提出需求，这是站在“高层”上的开发，而开发人员要将需求转换为具体的代码，需要在微观上细化那些“高层”的需求，对于这款产品来说，无论是产品经理还是开发人员，他们都在自己的层级上开发。一个是以需求为粒度做开发，另一个是以代码为粒度做开发，一个是在“高层上”思考提哪些需求，另一个是在“底层上”思考如何满足需求。

汇编指令与机器指令几乎是一对一的，即一名汇编代码只对应一句具体的机器码，不会有更多对应的选择，所以可以认为汇编指令就是机器指令。c语言的编译过程是先将c语言代码转换成汇编代码，然后再将汇编代码转换成机器指令。所以用c语言写出来的程序，最终是可以转换成对应的一句或多句汇编指令。它们的关系就好比出租车上的乘客和司机，乘客只要告诉司机想去哪里就行了，其它的工作由司机和车共同配合完成。比如乘客说要去北京大学南门，司机根据当前的位置计算相对路径，比如先开车直行1公里，在路口处左转，再直行2公里后右转弯就到达了北京大学南门。乘客要去北京大学南门的这个需求就相当于c语言代码，这是上层需求。司机相当于编译器，由它将客户需求转换成具体的实现步骤，比如转换成踩油门直行、左转方向盘拐弯、再踩油门直行、再右转方向盘拐弯这四个驾驶操作，当然，司机只是发号施令，并不是司机在跑，真正把乘客带到目的地的工作者是出租车。出租车相当于cpu，由它最终落实司机的驾驶操作，将乘客带到目的地，司机的这些驾驶操作相当于机器指令。站在乘客的角度，它只是说了一句话，就让汽车做了加油门、转弯等多个微操作，这就是c和机器指令之间的关系。

不知道我这样举例子是否打消了您的疑虑，总之我们用c语言写程序，一定要充分相信c编译器的工作。也许有人曾经想过，写操作系统已经是底层的事了，做底层的事就应该用更底层的东西来实现，必须用汇编语言或比汇编语言还要低层的东西。这种想法我非常理解，我学习之初也曾有过类似的猜想。当然，确实可以用更原始的东西来实现操作系统，但那样也更麻烦，需要极大的耐心和良好的体格，哈哈。语言只是个工具，对机器而言，它能接受的是机器指令，只要最终交给机器的是机器指令就成了。而c语言这种高级语言是可以被编译成机器指令的，就是我们平时编译出来的二进制文件，它里面都是二进制的机器指令，cpu处理起来完全没有问题。选择哪种语言，只是实现的途径不同，最终还是汇总到机器指令那里。就像吃饭用筷子还是用勺子一样，饭最终还是被送到了嘴里。如果您对此还是觉得很模糊，可以想想咱们平时炒菜的过程，一般炒菜时都要放酱油吧，酱油本身就是个高级的东西，它也是被其它的一些农做物制作出来的（比如一般的酱油是用大豆制作的），咱们不也是直接拿来就用吗，有哪位同学因不清楚酱油的制作过程而不敢用酱油啦。炒菜时加酱油和用c语言写操作系统是同一个道理，都是以高级的东西为基础来创建新的东西。

如果以上三段内容并没有解开您的疑惑也不要着急，这一切都会在今后的c语言编程中理解，由量变到质变，您的问题自然就解决了。

本节内容摘自《操作系统真象还原》，请大家支持正版。

【再续】