20145317《信息安全系统设计基础》第五周学习总结2

教材学习内容总结

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

程序编程

1、代码含义

gcc -01 -o p p1.c

• -01 表示使用第一级优化。优化的级别与编译时间和最终产生代码的形式都有关系，一般认为第二级优化-02 是较好的选择。
• -o 表示将p1.c编译后的可执行文件命名为p

2、机器级编程的两种抽象

• 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。

• 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。

执行汇编命令：gcc –s xxx.c –o xxx.s
反汇编命令：objdump –d xxx
64位处理器得到32代码的命令：gcc –m32 –s xxx.c

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

• 栈的特点

  a、 遵循“后进先出”的原则
  b、 push压栈，pop出栈
  c、 栈顶：总是从这端插入和删除元素
  d、 栈顶元素的地址是最低的
  e、 栈指针%esp保存着栈顶元素的地址

3、数据传送示例

局部变量通常保存在寄存器中；
寄存器访问比存储器访问要快的多。

1.在栈帧之间切换

frame args 将当前栈帧设置为args（编号或Address）指定的栈帧，并打印该栈帧的简要信息。

up n 向上回退n个栈帧（更外层），n默认为1.

down n 向下前进n个栈帧（更内层），n默认为1.

2.打印栈帧信息（不移动栈帧）

frame 打印当前栈帧的简要信息。

info frame 打印当前栈帧的详细信息。

info frame args 打印指定栈帧的详细信息。

info args 打印函数参数信息。

info locals 打印当前可访问的局部变量的信息。

3.打印调用堆栈

backtrace 打印全部栈帧的简要信息，按Ctrl-c可终止打印。

backtrace n 打印最内层的n个栈帧的简要信息。

backtrace -n 打印最外层的n个栈帧的简要信息。

backtrace full 打印全部栈帧的详细信息。

backtrace full n 打印最内层的n个栈帧的详细信息。

backtrace full -n 打印最外层的n个栈帧的详细信息。

gdb调试

课后作业中的问题

1、P113练习3.1刚开始看题就晕了，很多操作数搞混了，仔细看了表格后，明白了：$Imm是立即数，Imm是存储器位置，Ea是寄存器，（Ea）是存储器位置；此外，比例因子只和变址寄存器的值相乘，最后总结答案如下：

Ox100
OxAB
Ox108
OxFF
OxAB(和第二个等价）
Ox11
Ox13
OxFF
Ox11

2、P155练习3.32题不会做，反复阅读P153~P154后，发现漏看了返回值放在%eax寄存器中这句话，很关键，解答思路如下：

1、代码最后两行：
subl %eax，%edx
movl %edx，%eax
以及return x-c，可确定：%edx为x，%eax为c，注意到有后缀“l”，所以c和x为long int型。
2、看前两行，movsbl、movl命令说明%edx、%eax为双字，第三行代码明显是*p=d，所以，%edx为d，%eax为p，全部为long int型。
3、完整c代码如下：
long int fun(long int d,long int p)
{
    *p=d;
    long int c=p;
    long int x=d;
    return x-c
    }

本周代码托管截图

https://git.oschina.net/717py/py-20145317/tree/master

学习进度条

参考资料

• 《深入理解计算机系统V2》学习指导
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