csapp第三章中，对汇编指令的要求比较高
这里把常见的指令整理一下
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| g++ -Og -S -masm=intel xxx.cpp
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得到反汇编文件查阅
程序编码
代码示例和解释：
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using namespace std;
long mult2(long a, long b) {
return a*b;
}
void multstore(long x, long y, long* des) {
long t = mult2(x, y);
*des = t;
}
int main() {
long a = 100, b = 150;
long dest;
multstore(a, b, &dest);
cout << dest << endl;
}
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反汇编代码示例：
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| __Z9multstorellPl:
.cfi_startproc
push rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset rbp, -16
mov rbp, rsp
.cfi_def_cfa_register rbp
push rbx
push rax
.cfi_offset rbx, -24
mov rbx, rdx
call __Z5mult2ll
mov qword ptr [rbx], rax
add rsp, 8
pop rbx
pop rbp
ret
.cfi_endproc
.globl _main
.p2align 4, 0x90
_main:
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数据传输
寄存器
第一个参数：rdi， 第二个参数：rsi， 第三个参数：rdx， 第四个参数：rcx
汇编器常见的错误
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| movl %rax, %(rsp)
movl %eax, %rdx
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数据传送示例
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| char -> int
char类型4字，转int需要符号扩展，4字用movl，这里需要符号扩展
用movsbl
movsbl (%rdi), %eax
movl %eax, (%rsi)
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| char -> unsigned
同样4字对4字，需要符号扩展movsbl
movsbl (%rdi), %eax
movl %eax, (%rsi)
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| unsigned char -> long
0扩展，转成8字存储，操作的是unsigned char，本来用的是movl, 需要0扩展
用movzbl
movzbl (%rdi), %eax;
movq %rax, (%rsi)
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| int -> char
操作数是int, 直接用movl即可, int是4字，存放到eax中
movl (%rdi), %eax
movb %al, (%rsi)
char只需要低位的，所以用movb %al, (%rsi)
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| unsigned -> unsigned char
操作数unsigned，4字，movl存放在eax中
movl (%rdi), %eax
movb %al, (%rsi)
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| char -> short
需要做符号扩展，并且char要截断，取低位，存放在ax中，本来用movw
这里涉及到符号扩展，用movsbw
movsbw (%rdi), %ax
movw %ax, (%rsi)
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移位操作
移位量是由%cl寄存器的低m位决定的，高位会被忽略
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| long shift_left4_rightn(long x, long n) {
x <<= 4;
x >>= n;
return x;
}
shift_left4_rightn:
movq %rdi, %rax
salq $4, %rax
movl %esi, %ecx
sarq %cl, %rax
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特殊的算术操作
乘法，乘积低位放在%rax中，高位放在%rdx中
除法，需要用到%rdx寄存器来存放参数，商放在%rax中，余数放在%rdx中
控制
条件控制实现条件分支
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| setnle D <-- ~(SF ^ OF) & ~ZF
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溢出的处理，用xor，看作是不进位的加法
如果有符号溢出，相应的值要变化，比如
SF: t < 0
溢出的话，要xor OF
实际上SF 0->1
注意跳转指令前面有符号，f8表示符号位是-1，所以是0xd-0x8
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| 0xffffff73所代表的跳转值，首先最高位为负
值为8位16进制数
所以最高位为-16^7
-16^7 + 0xfffff73 = -141
即为跳转偏移量
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跳转指令翻译
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| cmpq xxx1, xxx2
jge .L2
code....
means:
if(xxx2 < xxx1)
code...
else
.L2
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用条件传送来实现条件分支
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| testq %rdi, %rdi
cmovns %rdi, %rax
if(x >= 0) v = x;
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用循环来实现条件分支
for循环
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| fun_a:
movl $0, %eax
jmp .L5
.L6:
xorq %rdi, %rax
shrq %rdi
.L5:
testq %rdi, %rdi
jne .L6
andl $1, %eax
ret
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转换成c语言代码，可以发现L5是循环的主体
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| while(%rdi != 0) {
.L6
}
return %eax & 0x1
.L6的实现如下
val ^= x
x >>= 1
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该实现如下：
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| long fun_a(unsigned long x) {
long val = 0;
while(x) {
val ^= x;
x >>= 1;
}
return val & 0x1;
}
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代码功能：奇数个1， 每一位取出来xor，其值还是1
偶数个1，每一位取出来，其值是0
如果有奇数个1，返回1，偶数个1，返回0
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| fun_b:
movl $64, %edx
movl $0, %eax
.L10:
movq $rdi, %rcx
andl $1, %ecx
addq %rax, %rax
orq %rcx, %rax
shrq %rdi
subq $1, %rdx
jne .L10
rep; ret
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for循环主体
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| subq $1, %rdx
eax = val = 0;
for(edx = 64; edx != 0; edx--) {
.L10
}
.L10:
val in rax
tmp = x; tmp &= 1; (tmp in rcx)
val << 1; val |= tmp
x >> = 1
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综上：
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| long fun_b(unsigned long x) {
long val = 0;
long i;
for(i = 64; i != 0; i--) {
val = (x & 0x1) | (val << 1)
x >>= 1;
}
return val;
}
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这个代码的作用很有意思
如图所示，创造x的镜像
switch语句
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| switch2:
addq $1, %rdi
cmpq $8, %rdi
ja .L2
jmp *.L4(, %rdi, 8)
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start: rdi+1
x+1=0
x+1>8(default)
x+1<8
x=−1,0,1,2,3,4,5,6,7
函数调用过程
转移控制
函数调用的具体分析如下
stack上的局部存储
寄存器中的局部存储空间
数组的分配和访问
定长数组
异质的数据结构，联合，结构体
联合
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| typedef union {
struct {
long u;
short v;
char w;
} t1;
struct {
int a[2];
char* p;
} t2;
} u_type;
void get(u_type *up, type* dest) {
*dest = expr;
}
// up in %rdi, dest in %rsi
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具体的内存分配如下：
数据对齐
数据对齐的时候，start位置必须是类型的整数倍
如果不满足，则会填充
这里又一个优化技巧
结构体对数据类型进行降序排列
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| struct P {
char* x1;
long x2;
float x3;
int x4;
short x5;
...
};
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指针与缓冲区溢出
对抗缓冲区溢出攻击
支持变长栈帧
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| long vframe(long n, long idx, long *q) {
long *p[n];
}
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微信
支付宝
