2017-2018-1 学号20155209 《信息安全系统设计基础》第五周学习总结

2017-2018-1 学号20155209 《信息安全系统设计基础》第五周学习总结

教材学习内容总结

• ISA:指令集体系结构，机器级程序的指令和格式。它定义了处理状态，指令的格式，以及每条指令对状态的影响。
• • IA32 指令长度从1到15个字节不等。常用的指令以及操作数较少的指令所需的字节数少，而那些不太常用或者操作数较多的指令所需的字节数较多。
• 设计指令格式的方式是，从某个给定位置开始，可以将字节唯一地解码成机器指令。如，只有pushl %ebp 是以字节值55开头。
• 反汇编器只是基于机器代码文件中的字节序列来确定汇编代码。
• GCC采用的是AT&T的汇编格式, 也叫GAS格式(Gnu ASembler GNU汇编器), 而微软采用Intel的汇编格式。
• 因为在许多机器上, 32位数都称为长字(long word), 这是沿用以16位字为标准的时代的历史习惯造成的.
  如果没有指定操作数长度的话，编译器将按照目标操作数的长度来设置。比如指令“mov %ax, %bx”，由于目标操作数bx的长度为word，那么编译器将把此指令等同于“movw %ax, %bx”。同样道理，指令“mov $4, %ebx”等同于指令“movl $4, %ebx”，“push %al”等同于“pushb %al”。对于没有指定操作数长度，但编译器又无法猜测的指令，编译器将会报错，比如指令“push $4”。
• 2个变址和指针寄存器(ESI和EDI),
  32位CPU有2个32位通用寄存器ESI和EDI。其低16位对应先前CPU中的SI和DI，对低16位数据的存取，不影响高16位的数据。
• 2个重要的指针寄存器(ESP和EBP).从计算机科学的角度看，栈是一种数据结构，是一种先进后出的数据表。栈的最常见操作有两种：Push（入栈）和Pop（出栈）。
• 一个 IA32中央处理单元CPU包含一组8个存储32位值的寄存器，用来存储整数数据和指针，名字都以%e开头。
• movb、movsbl和movzbl之间的差别如下：假设%dh =8D,%eax=98765432 movb %dh ,%a1 %eax=9876548D movsbl %dh , %eax %eax=FFFFFF8D movzbl %dh,%eax %eax=0000008D 在以上的例子中都是将寄存器%eax 的低位字节设置为%edx 的第二个字节。movb指令不改变其他三个字节。根据原字节的最高为，movsbl指令将其他三个字节设为全1或全0。movzbl指令无论如何都是将其他三个字节设为全0。
• pushl 与popl是用来将数据压入栈中和从栈中弹出数据的。它们两个的指令都只有一个操作数，即它们所要压入或者弹出的数据。将一个双字值压入栈中，首先要将栈指针减4，然后将值写入到新的栈顶地址。弹出一个双字的操作是从栈顶位置读出数据，然后将栈指针加4。
• 加载有效地址指令leal实际上是movl指令的变形。它的指令形式是从存储器读数据到寄存器，但实际上它根本就没有引用存储器。
• 一元操作即只有一个操作数，二元操作即是有两个操作数。
• 位移操作，先给出位移量，然后是待移位的值。可以进行算术和逻辑右移。
• CPU包含了一组单个位的条件码寄存器，它们描述了最近的算术或逻辑操作的属性。常见的条件码为：进位标志(CF)、零标志(ZF)、符号标志(SF)、溢出标志(OF)
• 两种最常用的访问的条件码的方法不是直接读取它们，而是根据条件码的某个组合，设置一个整数寄存器或是执行一条分支指令。每个指令根据条件码的某个组合，将一个字节设置为0或者1。同一个机器指令可以有不同的名字。
• 一个过程调用包括将数据（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。另外，它还必须在进入时为过程的局部变量分配空间，并在退出时释放这些空间。

教材学习中的问题和解决过程

（一个模板：我看了这一段文字 （引用文字），有这个问题 （提出问题）。 我查了资料，有这些说法（引用说法），根据我的实践，我得到这些经验（描述自己的经验）。 但是我还是不太懂，我的困惑是（说明困惑）。【或者】我反对作者的观点（提出作者的观点，自己的观点，以及理由）。 ）

• 问题1：汇编语言里的寄存器分别有什么功能，都应该怎样使用。
• 问题1解决方案：
• EAX 是"累加器"(accumulator), 它是很多加法乘法指令的缺省寄存器。
• EBX 是"基地址"(base)寄存器, 在内存寻址时存放基地址。
• ECX 是计数器(counter), 是重复(REP)前缀指令和LOOP指令的内定计数器。
• EDX 则总是被用来放整数除法产生的余数。
• ESI/EDI 分别叫做"源/目标索引寄存器"(source/destination index),因为在很多字符串操作指令中, DS:ESI指向源串,而ES:EDI指向目标串.
• EBP 是"基址指针"(BASE POINTER), 它最经常被用作高级语言函数调用的"框架指针"(frame pointer). 在破解的时候,经常可以看见一个标准的函数起始代码:

　push ebp ; 保存当前ebp
　　mov ebp,esp ; EBP设为当前堆栈指针
　　sub esp, xxx ; 预留xxx字节给函数临时变量.
　　..

这样一来,EBP 构成了该函数的一个框架, 在EBP上方分别是原来的EBP, 返回地址和参数. EBP下方则是临时变量. 函数返回时作 mov esp,ebp/pop ebp/ret 即可.

• ESP 专门用作堆栈指针，被形象地称为栈顶指针，堆栈的顶部是地址小的区域，压入堆栈的数据越多，ESP也就越来越小。在32位平台上，ESP每次减少4字节。
• 参考资料
• 问题2：给出的地址计算方式Imm(Eb,Ei,s) = Imm + R[Eb] + R[Ei]*s，应该如何理解。
• 问题2解决方案：
• 对于寻址方式的理解：
• 寻址方式就是寻找操作数或操作数地址的方式。8086提供了与操作数有关和与I/O端口地址有关的两类寻址方式。与操作数有关的寻址方式有七种，分别是立即寻址，寄存器寻址，直接寻址，寄存器间接寻址，寄存器相对寻址，基址加变址寻址，相对基址加变址寻址；与I/0端口有关的寻址方式有直接端口寻址和间接端口寻址方式。另外还有隐含寻址，即把要寻找的地址包含在操作码中。
• 公式各值分析：
• 立即数（imm，常数值），在 ATT 格式的汇编中，书写方式是‘$’ 后面跟一个用标准 C 表示法表示的整数。
• 寄存器，它表示某个寄存器的内容。用符号Ea来表示任意寄存器 a，用引用 R[Ea] 来表示它的值，这是将寄存器集合看成一个数组 R，用寄存器标识符作为索引。
• 存储器引用，它会根据计算出来的地址（通常称为有效地址）访问某个存储器位置。因为将存储器看成一个很大的字节数组，用符号Mb[Addr]表示对存储在存储器中从地址Addr 开始的 b 个字节值的引用。为了方便，通常省去下方的 b。
• 使用方式：
• 底部用语法 Imm(Ea, Eb, s) 表示的是最常用的形式。这样的引用有四个组成部分：一个立即数偏移 Imm， 一个基址寄存器 Eb ， 一个变址寄存器 Ei和一个比例因子 s，这里 s 必须是 1、 2、 4 或者 8。然后，有效地址被计算为 Imm + R[] + R[] * s。应用数组元素时，会用到这种通用形式。其他形式都是通过通用形式的特殊情况，只是省略了某些部分。当引用数组和结构元素时，比较复杂的寻址模式是很有用的。

代码调试中的问题和解决过程

• 问题1：根据实验楼写的代码编译为汇编语言时看不懂汇编代码意思。
• 问题1解决方案：网上查找，并询问结对伙伴总结了各行意思。

add:
pushl %ebp ;将%ebp入栈，为帧指针
movl %esp, %ebp ;建立空帧栈
movl 8(%ebp), %eax ;空出地址存变量
addl $3, %eax ;ax中值加3
popl %ebp ;%ebp出栈
ret
call:
pushl %ebp ;将%ebp入栈，为帧指针
movl %esp, %ebp ;为call建立空帧栈
subl $4, %esp
movl 8(%ebp), %eax
movl %eax, (%esp)
call add ;调用add函数
leave ;为返回准备栈，相当于%ebp出栈
ret
main:
pushl %ebp ;将%ebp入栈，为帧指针
movl %esp, %ebp ;为main建立空帧栈
subl $4, %esp
movl $8, (%esp) ;
call call ;调用call函数
addl $1, %eax ;值加1
leave
ret

代码托管

（statistics.sh脚本的运行结果截图）

上周考试错题总结

针对以上代码：gcc -c *.c 可以得到m.o,swap.o两个模块，哪些符号会出现在swap.o模块的.symtab条目中（）

A .
buf
B .
temp
C .
swap
D .
buffp0
正确答案： A C D

• dll，so文件的链接是运行在（）
  A .
  编译时
  B .
  加载时
  C .
  运行时
  D .
  链接时
  正确答案： C

结对及互评

本周结对学习情况

- [20155230](http://www.cnblogs.com/J1n233/p/7708372.html)
- 结对照片

- 结对学习内容
    - 理解汇编代码意思，一起补习了汇编知识。

其他（感悟、思考等，可选）

• 本学期每周书上内容信息很多、很杂。经常看完以后不知所云。

学习进度条

	代码行数（新增/累积）	博客量（新增/累积）	学习时间（新增/累积）	重要成长
目标	5000行	30篇	400小时
第一周	20/20	1/1	20/20小时
第二周	50/70	1/2	5/25小时
第三周	100/170	1/3	10/35小时
第四周	68/238	1/4	20/55小时
第五周	40/278	1/5	10/65小时

• 计划学习时间:20小时

• 实际学习时间:10小时

• 改进情况：

(有空多看看现代软件工程 课件
软件工程师能力自我评价表)

参考资料

• 《深入理解计算机系统V3》学习指导
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