20135315-信息安全系统设计基础第五周学习总结

第三章 程序的机器级表示

3.1 X86 寻址方式经历三代：

DOS时代的平坦模式，不区分用户空间和内核空间，很不安全。
8060的分段模式
IA32的带保护模式的平坦模式

3.2 程序编程

1、代码含义

gcc -01 -o p p1.c

2、机器级编程的两种抽象

（1）指令集结构ISA

是机器级程序的格式和行为，定义了处理器状态、指令的格式，以及每条指令对状态的影响。

（2）机器级程序使用的存储器地址是虚拟地址

看上去是一个非常大的字节数组，实际上是将多个硬件存储器和操作系统软件组合起来。

3.3 数据格式

3.4 访问信息

1、三种操作数：

立即数：常数值。表示为$c标准表示的整数。
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访问某个存储器位置

2、数据传送指令

（1）栈的特点

（2）数据传送指令图表

3、数据传送示例

3.5 算术和逻辑操作

1、四组操作

2、特殊的算术操作

3.6 控制

1、条件码

2、访问条件码

（1）条件码常用的使用方法

3、跳转指令及其编码

（1）jump指令

直接跳转：后面跟标号作为跳转目标
间接跳转：*后面跟一个操作数指示符

（2）其他跳转指令

除了jump指令外，其他跳转指令都是有条件的。有条件跳转是指根据条件码的某个组合，或者跳转或者继续执行下一条指令。

4、翻译条件分支

将条件表达式和语句从c语言翻译成机器语言，最常用的方式就是结合有条件和无条件跳转。

5、循环

（1）循环结构的三种形式

汇编中用条件测试和跳转组合实现循环的效果。大多数汇编器根据do-while形式来产生循环代码，其他的循环会首先转换成do-while形式，然后再编译成机器代码。

6、条件传送指令

（1）实现条件转移的方式

注意：基于条件数据传送的代码比基于条件控制转移的代码性能好。

7、switch语句

跳转表是一种非常有效的实现多重分支的方法，是一个数组，表项i是一个代码段的地址，这个代码段实现当开关索引值等于i时程序应该采取的动作。

3.7过程

1、栈帧结构

机器用栈来传递过程参数、存储返回信息、保存寄存器用于以后恢复，以及本地存储。为单个过程分配的那部分栈称为栈帧。
最顶端的栈帧以两个指针界定，寄存器%ebp为帧指针，寄存器%esp为栈指针。

2、转移控制

（1）call指令

call指令有一个目标，即指明被调用过程起始的指令地址。
call指令的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

ret指从栈中弹出地址，并跳转到这个位置。
ret指令返回到call指令后的那条指令。

（3）leave指令

leave指令可以使栈做好返回的准备 等价于：

3、寄存器使用惯例

（1）程序寄存器组是唯一能被所有过程共享的资源。

惯例是为了防止一个过程P调用另一个过程Q时寄存器中的值被覆盖

（2）使用惯例：

（3）保存某值的两种方式

3.8 gdb调试

实验部分

对scn.c文件进行编译，生成汇编文件



生成的汇编文件如下：



将含有代码中以"."开头的编译器指令删除后的结果

遇到的问题

1、练习题3.15的B题，为什么是ox8048359-25，-25是oxe7的补码表示，但25是转换成十进制的数，为什么可以直接和十六进制的数进行运算，为什么不能直接ox8048359+oxe7计算，这样的结果是ox8048440，但按照答案的解释是 ox8048340。

[b]参考资料[/b]

1、《深入理解计算机系统》课本第三章

2、实验楼实验指导书：https://www.shiyanlou.com/courses/413 实验四

3、每周重点：http://group.cnblogs.com/topic/73069.html