2017-2018-1 20155313 《信息安全系统设计基础》第五周学习总结

课堂笔记

宿主机（x86）：linuxhello >gcc
目标机->实验箱：armhello   >arm-gcc
交叉编译
程序->进程。
操作系统：并发的系统。硬件：CPU，内存，IO设备
linux、unix操作系统：输入输出被放在操作文件中。
操作系统：虚拟内存、进程、文件
nfs 宿主机ip/d /d
>man -k
>grep -nr

教材学习

1.程序编码

一个Ｃ语言程序需要经过四个阶段才能变成一个可执行的二进制代码。

• 预处理阶段：预处理器cpp根据编译文件以“#”开头的命令，读取系统头文件stdio.h（.h结尾的表示头文件，.c表示可执行文件）的内容，并把它插入到程序文本中，得到一个新的文件。
• 编译阶段：编译器ccl将预处理后的文件翻译成.s结尾的文本文件，里面包含一个汇编程序。（linux命令：gcc -Og -s hello.c）
• 汇编阶段：汇编器ss将汇编 程序翻译成二进制的机器语言，并把结果保存在以.o结尾的二进制文件中。（linux命令：gcc -Og -c hello.c）
• 链接阶段：链接器ld将程序用到的C语言类库的函数汇编后的代码合并到hello.o，得到可执行的目标文件。（linux命令：gcc -o hello hello.c）
• 对二进制文件进行反编译：objdump -d hello.o

2.数据格式

• 由于是从16位体系结构扩展成32位，intel用术语字（word）表示16位数据类型，因此32位为双字（double words），64位数为4字（quad words）。
• 以下是比较容易模糊的数据类型大小：

32位机上：float 4 long int 4 double 8 longlong 8 char* 4 unsigned long 4

64位机上：float 4 long int 8 double 8 longlong 8 char*8 unsigned long 8

另外，GCC 用long double表示扩展精度(10字节)，出于存储器性能考虑，会被存储为12字节

3.访问信息

操作数指示符

大多数指令有一到多个操作数，操作数有三种：

• 立即数：即常数值
• 寄存器：表示某个寄存器内容
• 存储器引用：根据计算出来的地址（通常称有效地址）访问某个存储器位置
• 因此寻址方式也有多种，如：立即数寻址、寄存器寻址、绝对寻址、间接寻址、变址寻址、伸缩化的变址寻址。

数据传送指令

几个重要数据传送指令：mov族（之所以称这为族是因为mov指令还有很多兄弟指令如movb、movw、movsb、movzb，这是我个人对它们的称呼，便于记忆mov其他几个比较低调的兄弟）、pop、push。

另外，对于mov族，movb、movw自不必做过多解释，movsb、movzb分别为符号扩展、零扩展，它们只拷贝一个字节，源操作数均为单字节，并设置目的操作数中其余的位，效果如下：

初始假设：%dh=8D %eax=98765432
- 1.movb %dh,%al;%eax=9876548D
- 2.movsbl %dh,%eax;%eax=FFFFFF8D（目的操作数高24位设为源字节最高位，在这里为很显然为1，所以前24位为全F）
- 3.movzbl %dh,%eax;%eax=0000008D（目的操作数高24位被设为0）

对于pushl指令等价于：

 subl $4,%esp
movl %ebp,(%esp) //注意这里的括号引起的差别

popl指令等价于：

 movl (%esp),%eaxaddl $4,%esp

4.控制

循环

C语言提供了多种循环结构，即do-while、while和for。汇编中用条件测试和跳转结合起来实现。大多数汇编器根据一个循环的do-while形式来产生循环代码，即使do-while的形式用得相对较少。其他的循环会首先转换成do-while形式，然后再编译成机器代码。首先从do-while开始。

do-while循环

do-while的通用形式可以翻译成如下所示的条件和goto语句：

loop:body-statementt=test-expr;if(t)goto loop;

每次循环，程序会执行循环体内的语句，然后执行测试表达式。如果测试为真，则回去再执行一次循环。

while循环

将while循环翻译成机器代码有很多种方法，常见的是使用条件分支，在需要时省略循环体的第一次执行，从而将代码转换成do-while循环，如下：

if(!test-expr)goto done;
dobody-statementwhile (test-expr);
done:

接下来，这个代码可以直接翻译成goto代码，如下：

    t=test-expr;if(!t)goto done;
loop:body-statementt=test-expr;if(t)goto loop;
done:

for循环

for循环可以很容易转换成while循环，进而转换成do-while形式：

init-expr;
if(!test-expr)goto done;
do {body-statementupdate-expr;
} while (test-expr);
done:

然后，将它转换成goto代码：

    init-expr;t=test-expr;if(!t)goto done;
loop:body-statementupdate-expr;t=test-expr;if(t)goto loop;
done:

代码调试中的问题和解决过程

• 问题1：

学习进度条

代码托管

参考资料

程序的机器级表示