2017-2018-5 0155327 《信息安全系统设计基础》第五周学习总结

教材学习内容总结

程序的机器级表示

计算机执行机器代码，用字节序列编码低级操作，包括处理数据、管理储存器、读写储存设备上的数据，以及利用网络通信。

3.1历史观点

Intel处理器俗称X86，经历了长期的、不断进化的发展过程。

3.2程序编码

编译代码：gcc =O1 -o p p1.c p2.c
实际上gcc命令调用了一系列程序，将源代码转化成可执行代码。

3.2.1机器级代码

指令集体系结构ISA：定义了处理器状态、指令的格式，每条指令对状态的影响。

3.3数据格式

3.4访问信息

一个IA32中央处理单元包含一组8个储存32位值的寄存器。这些寄存器用来存储整数数据和指针。

3.4.1操作数指示符

3.4.2数据传送指令

将数据从一个位置复制到另一个位置的指令。

3.4.3数据传送指令：

MOV：movb,movw,movl分别传送字节，字，双字
MOVZ（零扩展，高位用0填充）：同上，压栈出栈见p114表格。(注意栈顶的地址值是栈中最小的)
MOVS（符号扩展，高位用原来最高位的数值填充）：同上
C语言中，指针就是地址，间接引用指针就是将指针放在一个寄存器中，然后在存储器中使用这个寄存器。

3.5算数和逻辑操作

四种整数操作：
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。
一元操作：只有一个操作数，可以是寄存器也可是存储器位置。
二元操作：源操作数是第一个，可以是立即数、寄存器、存储器目的操作数是第二个，可以是寄存器、存储器两个不能同时为存储器。
移位：第一个是移位量，用单个字节编码（只允许0-31位的移位）。

3.6控制

控制中最核心的是跳转语句：
有条件跳转
无条件跳转

3.6.5循环

1.do-while循环
通用形式：
do
body-statement
while(test-expr);
loop：
        body-statement
        t = test-expr;
        if(t)
               goto loop;
2.while循环
通用形式：
while (test-expr)
        body-statement
if(！test-expr）
        goto done;
do
               body-statement
               while(test-expr);
3.for循环
通用形式：
for(init-expr;test-expr;update-expr)
body-satament

3.7过程

过程可以理解为c中的函数，当调用者（caller）调用被调用者（be caller）的时候，系统会为被调用者在栈内分配空间，这个空间就称为栈帧。栈顶元素的地址是所有栈中元素地址中最低的
栈用来传递参数、存储返回信息、保存寄存器，以及本地存储。
栈帧：为单个过程分配的那部分栈称为栈帧。
最顶端的栈帧以两个指针界定：
寄存器%ebp-帧指针
寄存器%esp-栈指针

教材问题

1.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

2. 机器级编程的两种抽象

1.ISA：定义是与程序设计有关的计算机架构的一部分，包括本地数据类型、指令、寄存器、地址模式、内存架构、中断和意外处理和外部 I/O 。一个 ISA 包括一系列 opcodes（机器语言）的一个规格，本地命令由一个特定的 CPU 设计来实现。
2.机器级程序使用的内存地址是虚拟地址，提供的内存模型看上去是一个非常大的字节数组。

代码示例

汇编代码：
gcc -Og -S xxx

反汇编：
objdump -d xxx

操作数指示符

标识方式一共有三种，一种是$符号后跟一个标准C表示的整数，比如$100，$0x11等等。第二种则是寄存器，当它作为一个操作数的时候，则是取的寄存器当中的数值。另外，对于寄存器来说，也可以选择性的操作4个、2个、1个字节，而并不一定非要操作4个字节。最后一种，则是我们相对来说最熟悉的，就是存储器或者说内存。当它作为一个操作数的时候，会去计算存储器地址的数值，然后去这个地址取相应的数值。

代码托管

（statistics.sh脚本的运行结果截图）

上周考试错题总结

错题1及原因，理解情况
错题2及原因，理解情况
...

结对及互评

点评模板：

博客中值得学习的或问题：
- xxx
- xxx
- ...
代码中值得学习的或问题：
- xxx
- xxx
- ...
其他

本周结对学习情况

- [结对同学学号1](博客链接)
- 结对照片
- 结对学习内容
    - XXXX
    - XXXX
    - ...

其他（感悟、思考等，可选）

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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）
目标	5000行	30篇	400小时
第一周	200/200	2/2	20/20
第二周	300/500	2/4	18/38
第三周	500/1000	3/7	22/60
第四周	300/1300	2/9	30/90

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:XX小时
实际学习时间:XX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)