计算机系统2
3. 程序的机器级表示
汇编指令 3.1——3.6
.开头：指导汇编器，连接器工作的伪指令
调用者/被调用者保存
操作码：bwlq 1248
操作数
注意区分 $ 和
立即数
$ + 常数（最多4字节）
寄存器
：寄存器的值
常用寄存器（背）：%rax %rsp %rdi %rsi %rdx %rcx %r8 %r9
内存引用
：地址的值
MOV类
MOV S D
：立即数，寄存器，内存引用
：寄存器，内存引用
许多细节：
-
S和D不能同时是内存引用 -
S和D数位相同：
movq S D: S为立即数时只能是32位，然后符号扩展
S为64位时用：movabsq $Imm Register，D 只能是寄存器
movl的D为寄存器时，其高四字节被置0——任何位寄存器生成32位值的指令都会把该寄存器的高位部分置为0
S数位小于D：
MOVZ类：零扩展
movzbw, movzbl, movzwl, movzbq, movzwq
没有movzlq：可以通过 movl 实现
MOVS类：符号位扩展
movsbw, movsbl, movswl, movsbq, movswq, movslq, cltq
cltq 无操作数， 等价于 movslq $eax %rax
栈
高地址 -> 低地址
pushq Register
popq Register
leaq
leaq S D
地址都是64位，所以只有q
加载有效地址，仅做地址搬运，不读取数据！！！
算术逻辑
一元：INC DEC NEG NOT
二元：ADD SUB IMUL XOR OR AND D不能是立即数
移位：SAL SHL SAR SHR + k D, k 为%cl或立即数
关于 %cl：长度为8，bwlq 对应移位量为 %cl 的低 3456 位
条件码寄存器 SET
ALU：执行算术逻辑运算 + 设置条件码寄存器
1bit
CF进位，ZF零，SF符号，OF溢出
cmp test设置条件码寄存器，不更新目的寄存器的值
记住含义：
有符号：setg setge setl setle SF，OF
无符号：seta setae setb setbe CF，ZF
跳转
条件跳转：cmovg cmovge cmovl cmovle
for, while do while
switch 跳转表，高效
3.7 过程（函数调用）
函数调用与返回
- 把调用语句的下一条语句地址压入栈
- 执行完被调用函数后从栈中弹出该地址返回函数继续执行
参数传递：
1-6个参数用固定寄存器
其余用栈传递：
栈存储：所有数据大小为8的倍数
栈顶返回地址
局部变量也在栈中，但是不需要对齐；传递参数必须对齐 关于对齐规则 add
每个参数实际大小由自身变量类型决定，具体位置根据大端/小端存储法来定。
调用者/被调用者保存寄存器
递归调用：栈溢出
3.8 数组的分配和访问
根据数据类型来定，行优先
3.9 结构体联合体
结构体对齐
地址对齐：任何 字节的基本对象的地址必须是 的倍数
末端也会对齐（为了下一次的起始地址合理，结构体占的总字节数为4的倍数）
指针都是8字节！！！！
联合体 大小：最大字段的大小
用处：访问不同数据类型的位模式（一种类型存储，另一种类型访问）
3.10 缓冲区溢出
越界，限定范围
栈随机化
栈的位置每次运行都变
地址空间布局随机化
栈破坏检查
缓冲区与栈之间加入 金丝雀 （随机产生，只读）
金丝雀值修改 -> 遭受了攻击
限制可执行代码区域
消除攻击者向系统中插入可执行代码的能力
分离可读 与 可执行
6. 存储器层次结构
6.1 存储技术
6.2 局部性
6.3 存储器层次结构
6.4 高速缓存存储器
cache是主存的副本
主存打包放进cache
映射规则：主存怎么放到cache里
主存物理地址 = 块号 + 块内地址
标记：一个块的唯一标识
全相联映射：主存物理地址 = 标记 + 块内地址
组相联地址：主存物理地址 = 标记 + 组号 + 块内地址
直接映射：主存物理地址 = 标记 + cache行号 + 块内地址
（理解：相联 = 随便，直接映射 = 一路随便）
cache内部结构
中间位作为组索引：因为要保证每块内存都要被使用到 提高cache的使用率
辅助理解：
判断cache命中：组选择 - 行匹配 - 字抽取
冲突不命中，cache抖动
数据填充消除抖动
行替换：随机替换，LFU，LRU
cache的写操作：命中/不命中
