20155212 2017-2018-1 《信息安全系统设计》第8周课下作业

20155212 2017-2018-1 《信息安全系统设计》第8周课下作业

题目1

  1. 完成家庭作业4.47，4.48，4.49
  2. 相应代码反汇编成X86-64汇编
  3. 把上述X86-64汇编翻译成Y86汇编，并给出相应机器码
  4. 发操作过程、测试、问题解决过程博客链接

4.47

A. 书写并测试一个C版本，用指针引用数组元素，而不是用数组索引。

  • 用指针引用数组元素：
#include <stdio.h>
/*Bubble sorts:Pointer version*/
void bubble_p(long *data,int count){
    long i, last, t;
    for(last = count-1; last > 0; last--){ 
        for(i = 0; i < last; i++){
            if(*(data+i+1)<*(data+i)){
                t = *(data+i+1);
                *(data+i+1) = *(data+i);
                *(data+i) = t;
            }
        }
    }
}

void main(){
	int i;
	long data[5]={4, 1, 0, 2, 3};
	bubble_p(data, 5);
	for(i=0; i<5; i++)
	{
		printf("%ld	", *(data+i));
	}
	printf("
");
}
  • 运行结果

B. 书写并测试这个函数和测试代码组成的Y86-64程序。

  • 使用gcc -E Bubble.c -Og -o Bubble1.i、gcc -S Bubble.c -Og -o Bubble1.s编译代码，这样生成符合原始C代码整体结构的机器代码的优化等级，便于理解。
  • X86-64汇编代码
bubble_p:
	leal	-1(%rsi), %r9d
	movslq	%r9d, %r9
	jmp	.L2
.L4:
	leaq	8(%rdi,%rax,8), %rsi
	movq	(%rsi), %rcx
	leaq	(%rdi,%rax,8), %rdx
	movq	(%rdx), %r8
	cmpq	%r8, %rcx
	jge	.L3
	movq	%r8, (%rsi)
	movq	%rcx, (%rdx)
.L3:
	addq	$1, %rax
	jmp	.L5
.L6:
	movl	$0, %eax
.L5:
	cmpq	%r9, %rax
	jl	.L4
	subq	$1, %r9
.L2:
	testq	%r9, %r9
	jg	.L6
	rep ret
.LC0:
main:
	pushq	%rbx
	subq	$48, %rsp
	movq	%fs:40, %rax
	movq	%rax, 40(%rsp)
	xorl	%eax, %eax
	movq	$4, (%rsp)
	movq	$1, 8(%rsp)
	movq	$0, 16(%rsp)
	movq	$2, 24(%rsp)
	movq	$3, 32(%rsp)
	movl	$5, %esi
	movq	%rsp, %rdi
	call	bubble_p
	movl	$0, %ebx
	jmp	.L8
.L9:
	movslq	%ebx, %rax
	movq	(%rsp,%rax,8), %rdx
	movl	$.LC0, %esi
	movl	$1, %edi
	movl	$0, %eax
	call	__printf_chk
	addl	$1, %ebx
.L8:
	cmpl	$4, %ebx
	jle	.L9
	movl	$10, %edi
	call	putchar
	movq	40(%rsp), %rax
	xorq	%fs:40, %rax
	je	.L10
	call	__stack_chk_fail
.L10:
	addq	$48, %rsp
	popq	%rbx
	ret
  • Y86-64代码

.pos 0
	irmovq stack,%rsp
	call main
	halt
bubble_p:
	irmovq $1, %r8
	subq %r8, %rsi
	rrmovq %rsi, %r9
	rrmovq %r9, %r9
	jmp .L2
.L4:
	addq %rax, %rax
	addq %rax, %rax
	addq %rax, %rax
	addq %rdi, %rax
	irmovq $8, %r10
	addq %r10, %rax
	rrmovq %rax, %rsi
	mrmovq (%rsi), %rcx
	rrmovq %rax, %r8
	addq %r8, %r8
	addq %r8, %r8
	addq %r8, %r8
	addq %rdi, %r8
	rrmovq %r8, %rdx
	mrmovq (%rdx), %r8
	rrmovq %rcx, %r10
	subq %r8, %r10
	jge .L3
	rmmovq %r8, (%rsi)
	rmmovq %rcx, (%rdx)
.L3:
	irmovq $1, %r8
	addq %r8, %rax
	jmp .L5
.L6:
	irmovq $0, %r8
	rrmovq %r8, %rax
.L5:
	rrmovq %rax, %r10
	subq	%r9, %r10
.L2:
	jg .L6
	ret
main:
	pushq %rbp
	irmovq $48, %r8
	rrmovq %r8, %rsp
	xorq %rax, %rax
	irmovq $4, %r8
	rmmovq %r8, (%rbp)
	irmovq $1, %r8
	rmmovq %r8, 8(%rbp)
	irmovq $0, %r8
	rmmovq %r8, 16(%rbp)
	irmovq $2, %r8
	rmmovq %r8, 24(%rbp)
	irmovq $3, %r8
	rmmovq %r8, 32(%rbp)
	irmovq $5, %r8
	rrmovq %r8, %rsi
	rrmovq %rsp, %rdi
	call bubble_p
	irmovq $0, %r9
	rrmovq %r9 ,%rbx
	jmp .L8
.L9:
	rrmovq %rbx, %rax
	rrmovq %rax, %r8
	addq %r8, %r8
	addq %r8, %r8
	addq %r8, %r8
	addq %rsp, %r8
	rrmovq %r8, %rdx
	irmovq $1, %r10
	rrmovq %r10, %rdi
	irmovq $0, %r8
	rrmovq %r8, %rax
	call _printf_chk
	rrmovq %r10, %rbx
.L8:
	irmovq $4, %rbx
	jle .L9
	irmovq $10, %rdi
	call putchar
	mrmovq 40(%rsp), %rax
	je .L10
	call _stack_chk_fail
.L10:
	irmovq $48, %r8
	addq %r8, %rsp
	popq %rbx
	ret

.pos 0x200
stack:


  • 主要修改内容
    • leaq：要与``movq```类区分开
    • movq：要根据源和目的的类型划分为不同的四种命令
    • addq类：必须是寄存器之间才能操作
    • cmpq：将第二操作数放到新寄存器，然后subq

4.48

  • 不使用跳转，最多使用3次条件传送
    - 代码
    #include <stdio.h>
/*Bubble sorts:Pointer version*/
void bubble_p(long *data,int count){
    long i, last, t;
    for(last = count-1; last > 0; last--){ 
        for(i = 0; i < last; i++){
            if(*(data+i+1)<*(data+i)){
                t = *(data+i)-*(data+i+1);
                if(t>0){
                        t = *(data+i);
                        *(data+i) = *(data+i+1);
                        *(data+i+1) = t;
                }
            }
        }
    }
}

void main(){
	int i;
	long data[5]={4, 1, 0, 2, 3};
	bubble_p(data, 5);
	for(i=0; i<5; i++)
	{
		printf("%ld	", *(data+i));
	}
	printf("
");
}
    • 分析：通过“t=(data+i)-(data+i+1)”来设置条件码，通过comvg条件传送指令实现if(t>0)中的三个赋值语句

4.48

  • 不使用跳转，最多使用1次条件传送

    • 代码
    #include <stdio.h>
#include <stack>
using namespace std;

/*Bubble sorts:Pointer version*/
void bubble_p(long *data, int count) {
	long i, last, t;
	stack <long> S;
	for (last = count - 1; last > 0; last--) {
		for (i = 0; i < last; i++) {
			if (*(data + i + 1)<*(data + i)) {
				t = *(data + i) - *(data + i + 1);
				if (t>0) {
					S.push(*(data+i+1));
					*(data + i + 1) = *(data+i);
					*(data + i) = S.top();
					S.pop();
				}
			}
		}
	}
}

void main() {
	int i;
	long data[5] = { 4, 1, 0, 2, 3 };
	bubble_p(data, 5);
	for (i = 0; i<5; i++)
	{
		printf("%ld	", *(data + i));
	}
	printf("
");
}
    • 分析：使用栈。这里我调用了stack库。

题目2

把课上练习3的daytime服务器分别用多进程和多线程实现成并发服务器并测试

基于socket 使用教材的csapp.h, csapp.c

实现daytime(13)服务器（端口我们使用13+后三位学号）和客户端
服务器响应消息格式是
“
客户端IP：XXXX
服务器实现者学号：XXXXXXXX
当前时间： XX：XX：XX
”

提交一个客户端至少查询三次时间的截图测试截图
提交至少两个客户端查询时间的截图测试截图

  • Daytime

    DAYTIME协议是基于TCP的应用，是一种有用的调试工具，它的作用是返回当前时间和日期，格式是字符串格式。

    • 基于TCP的daytime服务：daytime服务是基于TCP的应用，服务器在TCP端口13侦听，一旦有连接建立就返回ASCII形式的日期和时间，在传送完后关闭连接。接收到的数据被忽略。
    • 基于UDP的daytime服务：daytime服务也可以使用UDP协议，它的端口也是13，不过UDP是用数据报传送当前时间的。接收到的数据被忽略。
    • Daytime格式：Weekday, Month Day, Year Time-Zone

  • 使用man -k time | grep 2查看系统调用

  • 使用man 2 time查看time()

  • 查看localtime()

  • tm结构体

    struct tm {
    int tm_sec;    /* Seconds (0-60) */
    int tm_min;    /* Minutes (0-59) */
    int tm_hour;   /* Hours (0-23) */
    int tm_mday;   /* Day of the month (1-31) */
    int tm_mon;    /* Month (0-11) */
    int tm_year;   /* Year - 1900 */
    int tm_wday;   /* Day of the week (0-6, Sunday = 0) */
    int tm_yday;   /* Day in the year (0-365, 1 Jan = 0) */
    int tm_isdst;  /* Daylight saving time */
};

  • 多线程结果

  • 多进程结果

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