《系统级程序设计》——重点&汇编上手

1.这是我根据我的印象抽取的重点，希望不要奶死了。
2.里面有看汇编代码的迅速上手，如果要熟练，请一定要完成几个书上的汇编逆向出代码的题目。

• 当表达式既有signed又有unsigned的时候，自动转换为unsigned

• 数的补码表示：最高位为符号位，代表的值不再是2^k 而是 -2^k,但是其余位不变。
  eg.
  [1001] = -8 + 0 + 0 + 1 = -7;

• 负数补码算数右移，加偏置量2^n-1（n为右移位数）
  eg.
  [1001] >> 2 = [1110] = -8 + 4 + 2 + 0 = -2;
  而 -7 / 4 = -1；❌
  所以要加偏置量2^2 - 1 = 3 = [0011];
  则[1001] + [0011] = [1100];
  [1100] >> 2 = [1111] = -8 + 4 + 2 + 1 = -1；✔️

• 二进制小数：只能表示x/（2^k）
  eg.
  [0.101] = (4 + 1) / (2 ^ 3) = 5 / 8;

• 浮点数：非规格化的作用
  1、提供了一种表示0的方法，因为规格化数小数位>=0。
  eg.-0.0 & 0.0，除了符号位为1 & 0 其余全为0
  2.提供一种叫逐渐溢出的属性，即0.0周围的小数都分布均匀地接近于0

• 浮点数：偏置量bias = 2^（k - 1）-1 ；（k为浮点数指数位位数）

• 浮点数：非规格化数的偏置为什么为1-bias，而不是bias
  因为规格化数小数位隐含第一位为1，而非规格化数没有。
  为了实现最大非规格化数与最小规格化数之间的平滑过度，所以为1-bias

• 浮点数：特殊值
  if(指数位全为1)
  {
  if(若小数位全为0)
  表示∞
  else
  否则表示NaN
  }

• 寄存器
  要看懂汇编，先要清楚寄存器。
  常用的寄存器有：ax,bx,cx,dx,si,di,bp,sp(具体作用，请结合我另一文章看)
  这些都是16位的寄存器。
  （括号内英文仅为方便记忆）
  如果加上l（low），说明为低8位，为8位寄存器。如al，bl，sil，spl
  如果加上h（high），说明为高8位，仍然为8位寄存器。如ah,bh
  如果加上e（enough足够），说明为32位寄存器，如eax，esi，edi
  如果加上r（redundant超多），说明为64位寄存器，如rax，rsi，rdi
  //是不是与c语言的union类型比较像

  
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• 指令：
  一般的指令有mov，jmp，push之类的，后面一般有表示操作数后缀。

  
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  比如movl表示要移动4*8=32位的数据到寄存器内，所以指令与你操作的数据以及寄存器要匹配得上。
  eg. movl %esi，%al
  这就不匹配，l说明移动32位，但%al寄存器为8位寄存器，无法容纳。

• 取指针的值
  有指针 p，p存在寄存器esi中，但esi存的只是p的值，是地址。
  如果要获取p的值，要通过括号（%esi）来获取。

• 复杂取地址
  记住，a(b,c,d)在外面的，以及非第二个逗号两边的树外，都是直接相加。
  比如 movl 12(%ebp),%eax ->%eax = %ebp + 12；
  而第二个逗号左右两边的数，为乘。
  比如 movl 12(%esi,%ebp,6),%eax -> %eax = %ebp * 6 + %esi + 12；

• 控制指令
  要条件跳转，先要判断。
  判断指令有cmp，test
  test一般用法是 test a，a ->看a是否为0

cmp是最常用的
比如 cmp a，b
就做b - a的运算，并且将结果暂存。

接着就需要条件跳转语句jmp

j代表跳转
后面可以接以下字母以及他们的组合
g（great）: >
a (above) : >
e (equal) : =
l (less) : <
b (below) : <

eg组合：jle .L1（如果less equal <= 则跳转到L1）

• while的三种翻译方法
  1、do-while
  2、跳到中间的翻译方法
  3、gaurded-do翻译方法（做了优化）

• 条件传送指令
  cmov
  后缀与jmp一样，此外还多了
  s（signed） 负数
  ns（not signed）非负数

用法
test x，x
comvns a，b
如果x不为负数，（则取前面的）即为a = a
若x为负数，则 a = b
//类似于C语言 a>=0?a:b；

• 复杂数据类型的表示
  数组：在内存中连续存储
  //此时就可以联系到前面说过的取址指令了
  比如数组int a[3];
  a为数组首地址，每个数组元素占4Bytes
  若a存在寄存器%edi中,索引i存在%esi中
  那么取a的元素，放到%eax（用于存返回值的寄存器）
  a[i] : movl （%edi,%esi,4）, %eax;
  //若为double数组，改4为8即可

struct结构类型
同理可按照数据大小进行连续排列
eg
strcut test
{
char c；
int I;
double d;
}
那么 那么d就在test偏移为5（sizeof int 和 char）的地方。

但是，在有一些操作系统中，会有数据对齐的要求。
要求：一个数据的首地址应该为该数据大小的整数倍,结尾也是。
因此上述例子就不正确了，因为char占1B
i就不能紧接着c存储，而必须空出3位，到从地址为4的地方开始到8结束（地址从0开始计算），而8正好为double的倍数，所以可以直接开始存储d。
此时d相对于test偏移量就不再是5了，而是8。

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• 缓冲区溢出攻击
  利用数据读取漏洞，通过注入溢出的数据代码，使得程序运行一些黑客所需要的代码。

现代操作系统对缓冲区溢出攻击的防范机制：

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• 代码优化方法
  1、消除循环低效率
  2、减少过程调用
  3、消除不必要的内存引用

• 评估程序性能
  标准：CPE（每元素周期数）

表示处理器性能的参数
延迟：完成运算所需的时间
发射时间：两个连续通类型的运算之间所需要的最小周期数
容量：能够执行该运算的功能单元数量
/*
大概可以理解为，一辆赛车有氮气加速，延迟代表一罐氮气喷完所需时间，发射时间代表，一罐氮气的充气时间，容量代表你有几个气罐子。
*/
eg
一款处理器
加法：延迟：3周期，发射时间：1周期，容量：2
需要做两个加法运算
如果两个加法相互独立，正好有容量为2，那么他们可以同时运算，则CPE = 3
如果，两个加法之间有数据依赖：比如 a = b + a; a = a + a;那么必须先等第一个做完（花费3周期），再另外一个做（花费3周期）总共是6周期。
//注意这里加法单元容量为2

如果容量改为1：
先等第一个做完（花费3周期），准备（花费发射1周期），再另外一个做（花费3周期）总共是7周期。