【WIP】CMU 15-213 笔记 Part.1

Lecture 1

实验

Lab1：数据实验，用位运算方式实现计算器

Lab2：炸弹实验，学会GDB

Lab3：攻击实验，代码注入和ROP

Lab4：缓存实验，写个缓存模拟器并优化

Lab5：Shell实验，写一个完整的Linux Shell

Lab6：Malloc实验，写自己的Malloc库

Lab7：代理实验，写自己的Web Proxy

Lecture 2

比特、字节和整数

• long double数据类型：在传统的32位架构或64位架构中是没有的。但在x86-64架构中占10或16字节（内存对齐）。

• 32位架构的指针为32位（4字节），64位架构的指针为64位（8字节）。

• 布尔代数：和 或 非 异或

• 位运算符 & | ~ ^，逻辑运算符 && || !

• 逻辑运算的短路特性

• 逻辑位移和算数位移：

  • 在位移运算符之前的数（比如$x<<y$中的$x$）是无符号数的话，位移运算对应的汇编指令为逻辑位移。若是有符号数，该运算对应的汇编指令是算数位移。
  • 对于左移：二者都是在右侧补0。
  • 对于右移：逻辑位移补0，算数位移补最高有效位（符号位）。如：令$x=10100000_{(2)}$，右移3位，逻辑位移结果$x>>3=00010100_{(2)}$，算数位移结果$x>>3=11110100_{(2)}$。

• 位移数小于0（即$x<<y$中的$y$小于0）或大于数据类型占用的长度（如char类型中y大于8）是未定义的操作。结果和编译情况依编译器和架构变化。

• 正数原码转十进制：求2的幂次加和即可。

$$ B2U(X) = \sum^{w-1}_{i=0}{x_i \cdot 2^i} $$

• 补码转十进制：注意符号位。也可写成公式。

$$ B2T(X) = -x_{w-1} \cdot 2^{w-1} + \sum^{w-2}_{i=0}{x_i \cdot 2^i} $$

• 补码计算举例：将补码$101101_{(2)}$化为十进制。

$$ 依据公式，\\ 101101_{2} = 2^{0} \cdot 1 + 2^{1} \cdot 0 + 2^{2} \cdot 1 + 2^{3} \cdot 1 + 2^{4} \cdot 0 + 2^{5} \cdot (-1) \\ = 1 + 0 + 4 + 8 + 0 - 32 = -19 $$

• 无符号数最大值$2^w - 1$，最小值$0$。有符号数最大值$2^{w-1} - 1$，最小值$-2^{w-1}$。