信息安全程序设计基础第四周总结
第三章 程序的机器级表示
1.P104\P105
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
-8086的分段模式
-IA32的带保护模式的平坦模式
2.P106
ISA：机器级程序的格式和行为，定义为指令集体系机构，它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。
机器级程序使用的存储器地址是虚拟地址，提供的存储器模型看上去是一个非常大的字符数组
PC：程序计数器。在IA32中，用%eip表示，指示将要执行的下一条指令在存储器中的地址。
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，用来管理过程调用和返回的运行时栈，以及用户分配的存储器块。
3.P107
64位机上想得到32位代码：gcc -m32 -S xxx.c
编译并产生汇编目标文件xxx.o：gcc -O1 -c xxx.c
获得汇编代码：gcc -S xxx.c -o xxx.s
Ubuntu中获得汇编代码：gcc -S xxx.c更接近教材
教材中获得汇编代码：gcc -O1 -S xxx.c（编译器使用的事第一级优化）
4.P108
二进制文件可用od命令查看，也可以用gdb的x查看：（gdb）x/17xb sum表示检查17个十六进制的字节；
显示代码过多或过少可用more、less结合管道查看，也可以用输出重定向：
od xxx.o | more
od xxx.o > xxx.txt
5.P109
gcc -S 产生的汇编中可以把 以”.“开始的语句都删除了再阅读
6.P110
Linux和windows的汇编格式的区别：
-Intel代码省略了指示大小的后缀，即'l'
-Intel代码省略了寄存器名字前面的‘%’符号，用的是esp,而不是%esp
-Intel代码用不同的方式来描述存储器中位置
-在带有多个操作数的指令情况下，列出操作数的顺序相反
7.P111
-db char 1
-dw short int 2
-dd int 或float 4
-dq long int 或 double 8
8.P112
-esi、edi可以用来操纵数组，esp、ebp用来操纵栈帧。
-通用寄存器中的eax,ebx,ecx,edx中,32位的eax,16位的ax,8位的ah,al都是独立的。例如：假定当前是32位x86机器，eax寄存器的值为0x8226，执行完addw $0x8266, %ax指令后eax的值是多少？
解析：0x8226+0x826=0x1044c, ax是16位寄存器，出现溢出，最高位的1会丢掉，剩下0x44c，不要以为eax是32位的不会发生溢出。
多数情况下，前6个寄存器为通用寄存器，最后两个寄存器保存着指向程序栈中重要位置的指针。
另外，字节操作指令可以独立的读或者写前4个寄存器的2个低位字节。
9.P113
操作数的三种类型：立即数（常数值）、寄存器（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）
-有效地址的计算方式 Imm(Eb,Ei,s) = Imm + R[Eb] + R[Ei]*s
10.P114
-MOV：相当于C语言的赋值“=”，将源操作数的值复制到目的操作数中；
MOVS：将一个较小的源数据复制到一个较大的数据位置，高位用位扩展；
MOVZ：将一个较小的源数据复制到一个较大的数据位置，高位用零扩展。
-push：把数据压入栈中；
pop：删除数据。
11.P115\P116
-栈顶元素的地址是所有栈中元素地址中最低的
-栈指针%esp保存栈顶元素的地址。
12.P117
-指针就是地址
-局部变量保存在寄存器中
13.P119
按目的操作数分类：
第一类：加载有效地址。实际是将有效地址写入目的操作数，目的操作数必须是寄存器。
第二类：一元操作。操作数既是源又是目的。可以是寄存器也可以是存储器。
第三类：二元操作。第二个操作数既是源又是目的。但两个操作数不能同时是存储器。
第四类：移位操作。位移量是一个立即数或放在单字节寄存器%cl中。移位操作的目的操作数可以是一个寄存器或是一个存储器位置。
14.P123\P124
有条件跳转（实现if,switch,while,for）
无条件跳转jmp(实现goto)
15.P125
SET指令根据t=a-b的结果设置条件码
16.P127
跳转指令（导致执行切换到程序中一个全新的位置，跳转的目的地通常用一个标号指明）
无条件跳转：JMP 可以是直接跳转也可以是间接跳转（写法是*后面加操作数指示符）
有条件跳转：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
17.P130-P145
-条件分支——if-else结构：在两个分支语句中选择执行一个，汇编实现通过goto，就是汇编器为两个分支产生各自的代码块，它会插入条件和无条件分支，以保证能执行正确的代码块。
-循环结构——do-while、while、for：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。
-switch语句：根据一个整数索引值进行多重分支。通过使用跳转表这种数据结构实现更加高效。跳转表是一个数组，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为i时程序该做的。此时跳转可以用goto/jmp
18.P149
IA32通过程序栈来实现过程调用
19.P150\P151
call指令\ret指令
函数返回值存在%eax中
20.P174
关于栈帧的gdb命令bt/frame/up/down
命令 |
描述 |
|---|---|
backtrace（或bt） |
查看各级函数调用及参数 |
finish |
连续运行到当前函数返回为止，然后停下来等待命令 |
frame（或f） 帧编号 |
选择栈帧 |
info（或i） locals |
查看当前栈帧局部变量的值 |
list（或l） |
列出源代码，接着上次的位置往下列，每次列10行 |
list 行号 |
列出从第几行开始的源代码 |
list 函数名 |
列出某个函数的源代码 |
next（或n） |
执行下一行语句 |
print（或p） |
打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值或者调用函数 |
quit（或q） |
退出 |
set var |
修改变量的值 |
start |
开始执行程序，停在 |
step（或s） |
执行下一行语句，如果有函数调用则进入到函数中 |
break（或b） 行号 |
在某一行设置断点 |
break 函数名 |
在某个函数开头设置断点 |
break ... if ... |
设置条件断点 |
continue（或c） |
从当前位置开始连续运行程序 |
delete breakpoints |
删除断点 |
display 变量名 |
跟踪查看某个变量，每次停下来都显示它的值 |
disable breakpoints |
禁用断点 |
enable 断点号 |
启用断点 |
info(或i)breakpoints |
查看当前设置了哪些断点 |
run（或r） |
从头开始连续运行程序 |
undisplay 跟踪显示号 |
取消跟踪显示 |
watch |
设置观察点 |
info（或i） watchpoints |
查看当前设置了哪些观察点 |
x |
从某个位置开始打印存储单元的内容，全部当成字节来看，而不区分哪个字节属于哪个变量 |
遇到的问题：
-当时学c语言时对if-else\do-while\while\for\switch掌握得就不好，现在还加上了汇编结构，以及有条件跳转和无条件跳转的使用
-CMP和SUB用在什么地方