20145215《信息安全系统设计基础》第五周学习总结

20145215 《信息安全系统设计基础》第5周学习总结

教材学习内容总结

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

linux使用了平坦寻址方式

程序编码

ISA（指令集体系结构）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

PC（程序计数器）指示将要执行的下一条指令在存储器中的地址

gcc -S xxx.c -o xxx.s

获得汇编代码，用

objdump -d xxx.o

反汇编，函数前两行汇编代码

pushl    %ebp

,

movl   %esp,%ebp

和后两行代码

popl %ebp

,

ret

所有函数都有，建立函数调用帧

Ubuntu中 gcc -S code.c （不带-O1） 产生的代码更接近教材中代码



二进制文件可以用od 命令查看，也可以用gdb的x命令查看

gcc -S 产生的汇编中可以把 以“.”开始的语句都删除了再阅读

数据格式

不同数据的汇编代码后缀

访问信息

寄存器中 esi edi可以用来操纵数组，esp ebp用来操纵栈帧

对于寄存器，特别是通用寄存器中的eax,ebx,ecx,edx, 32位的eax,16位的ax,8位的ah,al都是独立的

操作数的三种类型：立即数、寄存器、存储器

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

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

算术和逻辑操作

注意移位操作移位量可以是立即数或%cl中的数

控制

有条件跳转的条件看状态寄存器

leal指令不改变任何条件码，因为是用来进行地址计算的

CMP指令根据他们的两个操作数之差来设置条件码。除了只设置条件码而不更新目标寄存器之外，CMP与SUB行为是一样的

SET指令根据t=a-b的结果设置条件码

跳转指令会导致执行切换到程序中一个全新的位置。这些跳转的目的地通常用一个标号指明

跳转语句主要有有条件跳转（if,switch,while,for）和无条件跳转jmp(实现goto)

过程

IA32通过栈来实现过程调用

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。返回地址是在程序中紧跟在call后面的那条指令的地址

ret指令从栈中弹出地址，并跳转到这个位置。栈指针要指向前面call指令存储返回地址的位置

函数返回值存在%eax中

作业完成过程

作业C语言代码如下

使用

gcc –S –o main.s main.c -m32

编译

删除gcc产生代码中以"."开头的编译器指令

分析如下

从

main:

开始执行,保存%ebp，并设置新的帧指针

pushl   %ebp
movl    %esp，%ebp

pushl    $8

分配4字节的栈空间,并且设置arg1=8，相当于

subl    $4,%esp
movl    $8,（%esp）

call

调用

b:

b同样初始化帧指针，分配栈空间

pushl   %ebp
movl    %esp，%ebp

pushl    8(%ebp)

将%esp中的8存入栈中，相当于

subl    $4,%esp
movl    8(%ebp),%eax

call

调用

a:

a被调用，初始化栈指针，分配栈空间

将 %eax 与立即数 1 相加

addl    $1,%eax

在a结束前弹栈

popl    %ebp

ret返回b中call的调用位置

b也结束，return返回main中call调用的位置

main继续 %eax 加14的操作

addl    $14，%eax

leave为返回准备栈，相当于%ebp出栈,最后ret结束

图示如下

家庭作业

3.56

补充后的C代码如下



本来想通过补充后的C代码进行汇编，来验证代码的准确性



后来发现自己编写后汇编的代码与题目中的原代码相差甚远，后来想到可能是不同的编译器转换规则可能不同的原因导致。

其他（感悟、思考等，可选）

本周主要是汇编的学习，由于之前对汇编的学习不系统，理解得也不够透彻，所以本周的学习还是相对有一些吃力，虽然3.1到3.6的内容大部分都相当于在复习，但是做题的时候，看到一些指令还是要返回到前面翻书查看指令的具体用法

在教材学习的过程中，深刻地体会到了大小写的致命性，由于对大小写的忽略导致学习的进度一度停滞不前，说明以后看书的时候还是需要多多注意细节的差异，毕竟细节才是决定成败的关键嘛

参考资料

《深入理解计算机系统V2》学习指导

实验楼课程资料

代码驱动的程序设计学习