資訊安全系統設計基礎第四周學習總結

標籤：

第三章，程式的機器級表示

電腦執行機器代碼。在本章中，我們會近距離地觀察機器代碼，以及人類可讀的表示——彙編代碼。

Intel處理器系列俗稱x86。8086、80286、i386、i486、Pentium、PentiumPro、PentiumⅡ、PentiumⅢ、Pentium4、Pentium4E、Core2、Core i7。

摩爾定律：晶體管數量每26個月就會翻一番。

Linux使用平坦式定址方式，使程式員將整個儲存空間看做一個大的位元組數組。

3.2程式編碼

3.21機器及代碼

兩個抽象：①機器級程式的格式和行為，定義為指令集體繫結構（ISA），它定義了處理器狀態、指令格式、以及每條指令對狀態的影響。

　　　　   ②機器級程式使用的儲存空間地址是虛擬位址，提供的儲存空間模型看上去是一個非常大的位元組數組。

3.22程式碼範例

假設寫一個C語言代碼檔案code.c，在命令列上使用“-s”選項，就能得到C語言編譯器產生的彙編代碼，會使gcc運行編譯器，產生一個彙編檔案code.s，但是不做進一步工作。

3.3資料格式

char　　　　　　位元組　　b　　1

short　　　　　　字　　 w　　2

int　　　　  　　雙字　　 l　　 4

long int　　　   雙字　　l　　  4

long long int　　—　　 —　　4

char *　　　　  雙字　　l　　 4

float　　　　　單精確度　　s　　4

double　　　　雙精確度　　l 　　8

long double　擴充精度　　t 　10/12

3.4訪問資訊　

一個IA32中央處理器單元包括一組8個儲存32位的寄存器。這些寄存器用來儲存整數資料和指標。

3.41運算元指示符

大多數指令有一個或多個運算元，指示出一個操作中要引用的來源資料值，以及放置結果的目標位置。

三種類型：①立即數，也就是常數值。

　　　　   ②寄存器，它表示某個寄存器的內容。

　　　　   ③儲存空間引用，它會根據有效地址訪問某個儲存空間的位置

有多種不同的定址模式

這種引用的四個組成部分：①立即數位移Imm

　　　　　　　　　　　　②基底位址暫存器Eb

　　　　　　　　　　　　③變址寄存器Ei

　　　　　　　　　　　　④比例因素s（這裡s必須是1、2、4、8）

3.42資料傳送指令

MOV、MOVS、MOVZ

MOV

MOV reg/mem, imm      ;立即數?寄存器或儲存空間
MOV reg/mem/seg, reg ;寄存器的值?寄存器/記憶體/段寄存器
MOV reg/seg, mem       ;記憶體單元的值?寄存器/段寄存器
MOV reg/mem, seg      ;段寄存器的值?寄存器/記憶體單元
IA32的限制：兩個運算元都不能指向儲存空間。

MOVZ中pushl將雙字壓棧和popl將雙字出棧。

棧是一個資料結構，可以添加或者刪除值，需要遵循“後進先出”的規則。通過操作把資料壓進棧中，通過pop操作刪除資料。

總是從一端插入或刪除元素，這一端稱為棧頂。

*將一個雙字值壓入棧中，首先要將棧指標減4，然後將值寫到新的棧頂地址。

3.6控制

3.61條件碼

CF：進位標誌

ZF：零標誌

SF：符號標誌

OF：溢出標誌

資料傳送指令
MOV 不影響標誌位
PUSH POP 不影響標誌位
XCHG 交換指令 不影響標誌位
XLAT 換碼指令 不影響標誌位
LEA 有效地址送寄存器指令 不影響標誌位
PUSHF 標誌進棧指令 不影響標誌位
POPF 標誌出棧指令 標誌位由裝入值決定

3.62訪問條件碼

setl：小於時設定

setb：低於時設定

movzbl：清零%eax的三個高位位元組

3.7 過程1.棧幀

為單個過程分配的那部分棧稱為棧幀，通用結構見149頁

所以本質上棧幀還是棧。

2.兩個指標

最頂端的棧幀以兩個指標界定：

寄存器%ebp-幀指標寄存器%esp-棧指標

棧指標可移動，所以資訊訪問多相對於幀指標。

3.調用的過程

課本150頁過程P調用過程Q的樣本。

調用者的幀應該在被調用者的下面，並且調用者返回地址是它的棧幀末尾，這樣可以保證被調用者執行完畢全都出棧後，程式能夠繼續向下執行。

關於被調用者Q用棧的幾個用處：

1.儲存不能存放在寄存器中的局部變數。

當要對一個局部變數使用地址操作符&的時候，就必須要為它產生一個地址，所以要入棧。這個用法！以前沒見過！

2.存放它調用的其他過程的參數。

Q會用棧幀來存放它調用的其他過程的參數。第一個參數放在相對於%ebp位移量為8的位置處。剩下的參數儲存在後續的4位元組塊中，所以參數i就在相對於%ebp的位移量為4+4i的地方。 call指令有一個目標，即指明被調用過程起始的指令地址。(可以直接也可以間接)call指令效果是將返回地址入棧，並跳轉到被調用過程的起始處。ret命令從棧中彈出地址，並跳轉到這個位置。正確的使用這條命令，要使棧做好準備，棧指標要指向前面call指令儲存返回地址的位置。寄存器%eax可以用來傳回值。 程式寄存器是唯一能被所有過程共用的資源。根據慣例，寄存器%eax，%edx，和%ecx被劃分為調用者儲存寄存器，寄存器%edx，%esi，和%edi被劃分為被調用者儲存寄存器。 GCC堅持一個X86編程指導方針，也就是一個函數使用的所有棧空間必須是16字的整數倍。採用這個原則是為了保證訪問資料的嚴格對齊。、棧規則提供了一種機制，每次函數調用都有它自己私人的狀態資訊（儲存的返回位置，棧指標和被調用者儲存寄存器的值）儲存。有需要的話還可以提供局部變數的儲存。  參考資料---閆佳歆，萬子惠 

資訊安全系統設計基礎第四周學習總結