CMU CSAPP笔记 第三章

machine language(csapp-3.1~3.5)

• 基本操作
  • operand src dest
  • 地址表示模式

control(csapp-3.6)

• 条件码

• testq %rax,%rax 能够检测%rax的正负号。
  • 左边表示控制条件的转移位置, 右边表示数据传输的路径

* 数据条件转移适合于内部计算不复杂的情况,并且可能带来副作用
* 好处:  

• while循环编译成汇编时,会变成两种goto形式

第一种:jump to middle

第二种: guarded-do

• for循环也会改成while形式在改成goto形式
  • init有时可省去

• switch编译采用跳转表结构
• 无需采用条件判断语句（if-else）
• 跳转所需时间不受开关数量影响
• 其中一种实现方式是通过ja来处理无符号数

这使得对负数的处理更加方便。
将负数值转换为无符号后会得到较大的正数值。

procedure(csapp-3.7)

• 出栈和入栈操作

• push %reg：将该寄存器中的数值存储到内存偏移 (%rsp - 8) 的位置中

• pop %reg：从内存偏移位置 (%rsp + 8) 取出数值，并将其赋值给指定寄存器 %reg

• 调用指令

• 将call代码下一行的地址A压入栈顶

• 将PC置为被调用函数的基址

  • ret指令
    • 从栈中弹出地址A
    • 将PC设为A

• 寄存器分为两种类型：调用者寄存器和被调用者寄存器。

• 调用者寄存器用于表明被调用函数无法修改其中的数据。

• 在进行函数调用时，必须将随后需要用到的数值保存到调用者的栈帧中。

• 当调用函数时，在处理参数时将最开始六个参数被存储于寄存器中，并将后续的部分存储于调用函数所在的栈帧中

• 参数是自底向上地存储

data(csapp-3.8~3.9)

32位与64位区别

• 内存并非由一个个32位或64位的长方体依次堆叠而成；每个长方体对应一个内存地址；实际上内存更像是延伸成一条长长的带子。
• 访问单位最小为1个字节（即8个bit）。
• 所谓64位和32位分别指的是表示一个内存地址所需的字节数量。
• 因此它们之间的主要区别在于上一章所述的虚拟地址空间大小。
• 对于采用32位机制的操作系统来说，在理论上最多只能支持到4GB（即2^32 / 8 / 1024 / 1024 / 1024 = 4GB）。
• 因此即使你拥有一个容量为8GB的物理内存条也是没有用处的——因为系统无法解析超过4GB的有效地址范围。

二维数组访问

对齐

• 所有K字节的基本对象的地址必须是K的整数倍
• 当编写结构内部的对象时，在声明它们时应遵循从大到小的顺序（这有助于减少总体结构大小）

overflow(csapp-3.10~3.10)

• 一个程序的内存示意图

• 栈溢出

• 抵抗栈溢出攻击的主要方法有三种
• 采用随机化的手段提升坐标的抗侧向特性
• 局部区域信息被屏蔽
• 认证机制具体实现如下：
  • 在数据结构中预留一段保护区间
  • 一旦发生变动则触发异常检测机制进行响应