2017-2018-1 20155306 《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

第三章程序的机器级表示

++p104, p105: 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

++p106:ISA的定义，ISA需要大家能总结规律，举一反三，比如能对比学习ARM的ISA；PC寄存器要好好理解;++

指令集体系结构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。

ISA在编译器编写者（CPU软件）和处理器设计人员（CPU硬件）之间提供了一个抽象层：

处理器设计者：依据ISA来设计处理器

处理器使用者（如：写编译器的牛*程序员）：依据ISA就知道CPU选用的指令集，就知道自己可以使用哪些指令以及遵循哪些规范

++p107： gcc -S xxx.c -o xxx.s 获得汇编代码，也可以用objdump -d xxx 反汇编; 注意函数前两条和后两条汇编代码，所有函数都有，建立函数调用栈帧，应该理解、熟记。++

注意: 64位机器上想要得到32代码：gcc -m32 -S xxx.c
MAC OS中没有objdump, 有个基本等价的命令otool
Ubuntu中 gcc -S code.c （不带-O1）产生的代码更接近教材中代码（删除"."开头的语句）

++p108: 二进制文件可以用od 命令查看，也可以用gdb的x命令查看。++

有些输出内容过多，我们可以使用 more或less命令结合管道查看，也可以使用输出重定向来查看

od code.o
od code.o | more
od code.o > code.txt

++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++.

.“开始的语句都是指导汇编器和链接器的命令。

++p113:++

操作数的三种类型：立即数（$-577）、寄存器(Ea表示寄存器R[Ea]表示寄存器值)、存储器（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）。

有效地址的计算方式： Imm(Eb,Ei,s) = Imm + R[Eb] + R[Ei]*s

++p114:++

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。

区分MOV，MOVS，MOVZ：

MOV传送，MOVS符号拓展，MOVZ零拓展

掌握push,pop：

栈“先进后出”的原则，push把数据压栈，pop删除数据。
弹出来的值永远是最后被压入且仍在栈中的数据。
总是在栈顶插入和删除数据，栈顶地址是栈中所有地址中最低的。
栈指针%esp

++p117:++

指针就是地址；局部变量保存在寄存器中。

++p119:++

第一个数是源操作数，第二个数是目的操作数。二元操作第一个操作数可以是立即数、寄存器或存储器位置，第二个操作数可以是寄存器或存储器位置，两操作数不能同时为存储器位置
注意移位操作移位量可以是立即数或%cl中的数。
符号乘法（mull）补码乘法（imull）：一个参数必须存放在%eax，而另一个作为指令的源了操作数给出，乘积存放在%edx和%eax中
除法将%edx(高32位)和%eax(低32位)中的64位数作为被除数，商存储在%eax中，余数存储在%edx

++p123:++

结合C语言理解一下控制部分，也就是分支（if/switch），循环语句(while, for)如何实现的。考验大家举一反三的学习能力。控制中最核心的是跳转语句：有条件跳转p128（实现if,switch,while,for），无条件跳转jmp(实现goto)。

++p131-p145:do while /for/while/switch++

do-while循环：汇编器中，其他循环都会首先转化为do while，再编译为机器代码。至少执行一次
while循环：使用条件分支，在需要时省略循环体的第一次执行。
for循环：先对初始化表达式求值，再进入循环。
switch:当开关情况数量比较多，跨度又比较小，就会使用跳转表。

++p150/p151:++

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后面那条指令的地址。
ret指令是从栈中弹出地址，ret指令返回到call后面那条指令。

教材学习中的问题和解决过程

问题1：运行书上的代码时候，产生的汇编代码，寄存器是%rbp，但是书上的汇编代码上是%ebp？（如下图）
解决：寄存器RBP、RSP和EBP、ESP和BP、SP称分别为64位、32位、16位指针寄存器。64位没有栈帧的指针，32位用ebp作为栈帧指针。

代码调试中的问题和解决过程

问题1
-用命令objdump查看汇编代码时，出现下图问题，无法出现代码：
解决：检查之后，发现自己没有编译到.o文件，却直接 objdump -d xx.o。后面重新编译，结果正确。

代码托管

（statistics.sh脚本的运行结果截图）

上周考试错题总结

其他（感悟、思考等，可选）

本周任务重，课本有100多页的内容，学习内容与大二下学期汇编语言的知识密切相关，上学期知识不扎实且忘记了太多，以至于还得重新温习之前的知识。但是对一些习题还是不太懂，需要再好好看一下，请教一下同学。

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	1/2	10/15	第一章
第三周	130/210	1/2	21/36	第二章
第四周	70/ 280	1/3	10/46	第十章
第五周	91 / 371	1/34	23/69	第三章

尝试一下记录「计划学习时间」和「实际学习时间」，到期末看看能不能改进自己的计划能力。这个工作学习中很重要，也很有用。
耗时估计的公式
：Y=X+X/N ，Y=X-X/N，训练次数多了，X、Y就接近了。

参考：软件工程软件的估计为什么这么难，软件工程估计方法

计划学习时间:20小时
实际学习时间:23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)