20145234黄斐《信息安全系统升级系统》第五周学习总结

教材内容概述

3.1 历史观点

X86 寻址方式经历三代： 
1 DOS时代的平坦模式，不区分用户空间和内核空间，很不安全
2 8086的分段模式
3 IA32的带保护模式的平坦模式

3.2 程序编码

计算机系统使用了多种不同的抽象，对机器级编程来说，两种抽象尤为重要：

机器级程序的格式和行为，定义为“指令集体系结构”--“ISA”

机器级程序使用的存储器地址是虚拟地址

可见的处理器状态

程序计数器 指示将要执行的下一条指令在存储器中的位置

整数寄存器文件包含8个命名的位置，分别存储32位的值

条件码寄存器保存最近执行的算术或逻辑指令的状态信息

程序存储器包含：程序的可执行机器代码，操作系统需要的一些信息，运行时栈，存储器块等

gcc -S xxx.c -o xxx.s 获得汇编代码，也可以用objdump -d xxx 反汇编————64位机器上想要得到32代码：gcc -m32 -S xxx.c

MAC OS中没有objdump, 有个基本等价的命令otool 

Ubuntu中 gcc -S code.c （不带-O1） 产生的代码更接近教材中代码（删除"."开头的语句）

 二进制文件可以用od 命令查看，也可以用gdb的x命令查看。

有些输出内容过多，我们可以使用 more或less命令结合管道查看，也可以使用输出重定向来查看

od code.o | more

od code.o > code.txt

gcc -S 产生的汇编中可以把 以”.“开始的语句都删除了再阅读

3.3 数据格式

3.4 访问信息

IA32中央处理单元的一组8个存储32为值的寄存器：%eax %ecx %edx %ebx %esi %edi %esp %ebp

• 寄存器中 esi edi可以用来操纵数组，esp ebp用来操纵栈帧

操作数：

立即数：$+标准C表示法表示的整数

寄存器：表示某个寄存器的内容

存储器：根据计算出来的地址（有效地址）访问某个存储器引用

有效地址的计算方式 Imm(Eb,Ei,s) = Imm + R[Eb] + R[Ei]*s

MOV相当于C语言的赋值”=“，注意ATT格式中的方向， 另外注意不能从内存地址直接MOV到另一个内存地址，要用寄存器中转一下。能区分MOV，MOVS，MOVZ，掌握push,pop

栈帧与push pop; 注意栈顶元素的地址是所有栈中元素地址中最低的。

指针就是地址；局部变量保存在寄存器中。

3.5 算数和逻辑操作

加载有效地址 指令leal实际上是movl指令的变形，指令形式是从存储器读数据到寄存器，然而没有用到存储器

一元操作 只有一个操作数，既是源又是目的。操作数可以使寄存器也可以是存储器位置

二元操作 两个操作数，第二个操作数既是源又是目的。第一个是源操作数，第二个是目的操作数。两者不能同为存储器位置

移位 先给出移位量，然后给出要移位的数值。它可以进行算数和逻辑右移

3.6 控制

条件码：CF——进位 ZF——零 SF——符号标志 OF——溢出

跳转指令：jmp 使执行程序时切换到程序中一个全新的位置。jmp *%eax 用%eax中的值为跳转目标 jmp *(%eax) 以%eax中的值为读地址，从存储器中读出跳转目标

循环指令：详见课本p132-145

3.7 过程

过程调用

 

进入时为过程的局部变量分配空间

 

 

将数据（以过程参数和返回值的形式）和控制从代码的一部分传递到另一部分。

 

 

退出时释放这些空间。

 

栈帧结构

 IA32程序用程序栈来支持过程调用。

 机器用栈来传递过程参数、存储返回信息、保存寄存器，以及本地存储。

转译控制

（1）call指令

目标是指明被调用过程起始的指令地址

效果是将返回地址入栈，并跳转到被调用过程的起始处。

（2）ret指令

从栈中弹出地址，并跳转到这个位置。

函数返回值存在%eax中

习题

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