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精通细节是理解更深和更基本概念的先决条件，这一章节首先讲解了C代码、汇编代码与机器代码的关系，再次重申了汇编的承上启下的重要作用。接着从IA32的细节一步步讲起，如何存储数据、如何访问数据、如何完成运算、如何进行跳转，在了解了这些细节以后告诉你我们常用的分支语句、循环语句是怎么完成了。在如何调用函数的部分，花费的篇幅较大，详细的讲解了栈帧结构，也让我们更好的了解了递归的过程。（其他方面还对数组、结构、联合有所讲解，难度不大）通过对编译器产生的汇编代码表示，我们了解了编译器和它的优化能力，知道了编译器为我们完成了哪些工作。
[本章内容]
※c语言、汇编代码以及机器代码之间的关系；
※介绍IA32的细节；
※讲解过程的实现，包括如何维护运行栈来支持过程间数据和控制传递；
※理解存储器访问越界问题，以及缓冲区溢出攻击问题；
※IA32扩展到64位（x86-64）
[笔记]
一、c语言代码、汇编代码、机器代码之间的关系
在第一章开始的部分我们就已经讲解过这三者的关系大概顺序是：1]C预处理器扩展源代码，展开所以的#include命名的指定文件；2]编译器产生汇编代码（.s）；3]汇编器将汇编代码转化成二进制目标文件（.o）.二进制目标文件是很难阅读懂的，我们使用imac下的otool工具翻译如下：
图1：从左到右分别是：c语言源码、汇编源码和机器目标代码
图2：使用命令：tool -tV
我们从图1中可以看出，汇编代码起到了承上启下的作用，目前已经不再要求程序员手写汇编代码，但是理解汇编代码以及与它的源C代码之间的联系，是理解程序如何执行的关键一步，因为编译器隐藏了太多的细节如：程序计数器、寄存器（整数、条件码、浮点）等。
二、IA32指令的细节
1）区分字节与字：Intel使用术语“字”表示16位数据类型而“字节”代表的是8个位的数据。如果不习惯理解的话，可以做一个比喻“字节”相当于“字截”所以少了被截断了的嘛
2）访问信息
前4个寄存器可以独立访问低位字节
传送指令：move 源－－> 目的地（两个操作数不能同时指向存储器，需要寄存器周转）
指针：就是地址，间接引用指针就是将指针放入一个寄存器中，然后在存储器中使用这个寄存器
栈数据的基本理解：
地址向上增大，push向下压栈
push指令相当于：sub $4, %esp 然后move %ebp, (%esp)
pop指令相当于：move （%esp）, %eax 然后 add $4, %esp
栈的数据结构是向低地址方向增长的，无论如何esp都是指向栈顶顶
3）算数和逻辑操作
其实讲的就是加减乘除、与或非这一系列的指令：
加载有效地址指令：leal S, D ==> (&S-->D) 将有效地址写入到目的操作数中去
汇编代码与C语言源码中的顺序可能不同：
leal和sall组合实现了z*48
4）改变执行顺序
a.机器机制
我们这里用到的是条件码寄存器，常见的有：
4个常用的条件码寄存器
可以通过cmp和test设置条件码寄存器：
比较和测试 只修改条件码寄存器
通过set指令访问条件码，用处是设置值 or 跳转 or 传送数据：
注：set指令后缀是表示不同的操作数
跳转指令（对于理解链接非常重要）：
根据条件的不同进行条件，用于改变程序的执行顺序
直接跳转用：‘.’ 间接跳转用：'*'
理解跳转指令的目标编码：
0xd并不是目标地址，而是0xd+0xa
jle跳转指令中的0d并不是目标地址，而真正的地址是通过计算0d+0a来确定的，这样做的优点是：通过使用与机器相关目标使得代码简洁，可以使目标代码移到存储器中而不是简单的地址，执行的是程序计数器与目标代码的加法。
b 翻译条件分支
通过将C代码翻译成不良好的goto语句可以方便我们理解汇编代码的执行方式。汇编程序通过条件测试和跳转来实现循环，我们常见的循环语句其实都是翻译成了do-while形式的：
do-while循环
while循环会先转成do-while形式：
while循环
for循环也是一样的道理，先转成do-while形式：
for循环
switch语句：使用一个数组作为跳转表
着重理解跳转的创建与使用
在switch语句的汇编代码中，我们使用的是一个数组jt来表示所以可能的7种情况，使用n-100将范围缩小到了0-6区间。其中102到103中间没有break，桤木的扩展C代码中也巧妙的实现了这样的效果。
c 条件传送指令
先计算出可能的多种不同结果
如条件语句：x < y ? y-x : x-y ; 就会先计算两种结果y-x和x-y的值，然后再判断x，y的大小
现代计算机CPU使用流水线方式实现性能的最优化：
举个例子，你去一家快餐店点餐，想要吃一个鸡蛋、一碗稀饭和一个包子，如果都是现场马上给你做的话，味道肯定最好，但花费的时间我估计你不会再去吃第二次了。然而真实的情况是，服务员将你的要求传达下去，宾果~~很快的时间就准备好了你需要的食物。这是因为快餐店已经从很早开始就将大家喜欢吃的都做好了，所以的结果（鸡蛋、稀饭、包子）都已经提前准备好了，这时候只需要根据你的需要（x，y的大小）马上就能给你上菜了。
在这个过程中，我们提前处理了一部分指令，如制作包子过程中的和面、包肉、上蒸笼我们成功的预测了90%的人早餐喜欢吃包子。就大大的节约了时间。记住所以的结果都提前准备好了的。
三、如何调用函数
我们如果要调用一个函数，实现将数据和控制代码从一个部分到另一个部分的跳转。我们如何来分配执行函数的变量空间，并在返回的时候释放空间，将返回值返回。用什么样的数据结构实现这一系列的操作：
单个过程分配一个栈帧结构
帧指针与栈指针的不公之处：ebp放与参数与返回地址的最下方，方便计算参数的偏移位置；而esp一直在栈顶，可以通过push将数据压入，通过pop取出，增加指针来释放空间。
1） 转移控制
常用转移控制指令
其中call先将返回地址入栈，然后跳转到函数开始的地方执行。（返回地址是开始调用者执行call的后面那条指令的地址）当遇到ret指令的时候，弹出返回地址，并跳转到该处继续执行调用者剩余部分。
2） 寄存器使用惯例
1] eax edx ecx 调用者保存，可以被调用者使用。
举个例子：这里的调用者就像很有票子的王健林一样，儿子王思聪可以无偿的使用王健林的票子
2] ebx esi edi 被调用者保存，在使用前被调用者要把这里面的值保存好，用完之后还回去
举个例子：这里就像有我有一辆豪车，可以把车子借给朋友使用，但是一定要把钥匙保存好，用完了之后还回来
3）递归的过程
我们可以理解，递归的调用其实与其他函数的调用是一样的，因为计算机使用的是栈帧结构，为每个单独的调用创建了一个栈帧，每次调用都有私有的状态信息。
每个调用都有独立的栈帧结构
五、数组的分配与访问
1）基本原则
数组的声明就不用多说了，来看看声明过后数组的具体位置
Xa代表的是起始地址
汇编代码使用move指令来简化访问：
movl （%edx ， %ecx， 4）， %eax
假设E是一个int类型的数组，我们要计算E[i]的值，在此，E的地址放于edx中，而i放于ecx中，我们通过上面的指令就完成了Xe + 4i来读取其中的值，放在了eax中去。
2）指针运算：对指针的运算其实际是按照相应的数据大小进行了伸缩
point + i = Xp + （数据大小）L * i
如何计算二维数组的大小呢？
我们定义一个int D[5][3]的数组，形如：
数组D
如果我们要计算D[4，2]的地址，就可以使用
D[i][j] = Xd + L(C * i + j) = D[0,0] + 4 * (3 * 4 + 2)
由于每组有3个数据，所以跳过一组就要乘以3，跳过4组就12个，再加上偏移的2，就是最后一个数据的地址了。
3）理解指针：数组与指针关系密切
①指针用&符号创造、用*符号间接引用
②指针从一个类型 转为另外一个类型，只是伸缩因子变化，不改变它的值
③指针可以指向函数：int （*f）（int *）从f开始由内往外阅读，首先f代表的是一个指向函数的指针，这个函数的参数是int * 返回值是int
六、结构与联合
1）结构：所有的组成部分在存储器中连续存放，指向结构的指针指向结构的第一个字节；结构的各个字段的选取是在编译时处理，机器代码不包含字段的声明或字段名字的信息。
2）联合：一个联合的总大小等于它最大字段的大小，而指向一个联合的指针，引用的是数据结构的起始位置。应用在：
a.如果两个数据互斥，减少空间；
b.访问不同数据的位模式；
使用不同的位模式访问数据
用有符号数据存储，而返回的确实无符号的数据。特别注意的是，如果用联合将不同大小的数据组合到一起的时候要注意字节的顺序。
3）数据对齐：要求某个类型对象的数据地址必须是（2.4.8）的倍数
其中的.align 4要求数组开始的位置为4的倍数，由于每单个数据的长度也是4的倍数，也就保证了后续的数据是4的倍数，数据对齐了。这种设计简化了，处理器与存储器之间接口的硬件设计。这种设计，编译器甚至会在字段中间、后面插入间隙，以保证每个结构满足上述要求。如下图所示：
结构的中间插入间隙，保证数据对齐
七、存储器越界引用和缓冲区溢出
由于C对于数组不进行边界检查，在栈帧结构中局部变量和状态信息，特别是返回地址也是在栈中存放的，对越界数据的访问和修改将破坏掉这些数据，当ret试图返回的时候，错误的地址（甚至是被修改的恶意目的地地址）会带来严重的安全隐患。
越界访问
上图两段代码展示了一个get函数在只有8个字节的空间中，存入了太多的数据，使得栈数据不断被破坏的过程。
在计算机中存储的 顺序
被破坏的过程
常见的攻击方式是覆盖返回地址，使得程序跳转到所插入的恶意代码部分。
对抗方式：
① 栈随机化：在程序开始时，随机分配一段0-n的空间，使得栈的位置每次运行都不同。栈地址随机化，即使在一台机器上运行同样的程序，地址都是不同的。
② 栈破坏检测：插入栈保护者，俗称金丝雀的一段随机大小
在数组buf和保存状态之间放入一个特殊的金丝雀，代码检查该值，确定栈状态是否被改变
③ 限制可执行代码区域
八、x86-64：将IA32扩展到64位
1）数据类型的比较：
指针和长整数是64位
2）访问信息：
callee被调用者保存，caller调用者保存
注：pc相对寻址-立即数+下条指令地址
3）算术指令：当大小不同的操作数混在一起的时候，必须进行正确的扩展
4）控制指令：增加了cmpq 、testq指令
增加cmpq与testq指令
a 过程
由于寄存器翻了一倍，64位中不需要栈帧来存储参数，而是直接使用寄存器：
主要不同的地方
b 栈帧
以下原因会使用栈帧结构：
c 寄存器保存惯例：
被调用者保存：rbx rbp 12 13 14 15号寄存器
调用者保存： 10 11 号寄存器
d 数据结构：严格对齐要求
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