一、程序的编译与链接
从C源代码到可执行文件的生成过程
编译： 由C语言代码生成汇编代码
汇编： 由汇编代码生成机器码
链接 ：将多个机器码的目标文件链接成一个可执行文件
C语言→汇编语言→机器码
二、Linux下的可执行文件格式
（1）什么是可执行文件？
广义：文件中的数据是可执行文件
例：
| .out | .exe | .sh | .py |
|---|
狭义：文件中的数据是机器码的文件
例：
| .out | .exe | .dll | .so |
|---|
.out .exe .dl .so
（2）可执行文件的分类
Windows：PE
| 可执行程序 | 动态链接库 | 静态链接库 |
|---|---|---|
| .exe | .dll | .lib |
Linux：ELF
| 可执行程序 | 动态链接库 | 静态链接库 |
|---|---|---|
| .out | .so | .a |
（3）磁盘中的ELF与内存中的ELF
磁盘中的储存方式：节
内存中的储存方式：段
| RW可写 Data段 | RX可读 Code段 |
|---|---|
| .data | .rodata |
| .bss | .text |
| .got | .int |
| .plt | ELF Header |
| Stack | Heap | For Kernel | STACK | HEAP | DATA | CODE |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 用来管理函数调用的状态 | 申请动态内存的调用 | 操作系统代码 | 栈段 | 堆段 | 数据段 | 代码段 |
vmmap：查看程序进程的内存空间
注：数据从低地址向高地址写 Heap：是从低往高增长 Stack：是从高往低增长（栈的增长方向是相反的）
三、进程虚拟地址空间
（1）地址编码
地址以字节编码，1Byte=8bits，常以16进制表示
（2）二进制与十六进制转换
1.二进制转十六进制
例：11010110
从右往左每四位一组1101 0110，将二进制转换为十进制在对应为十六进制
1101=1×2³ + 1×2² + 0×2¹ + 1×2⁰ =13=D
0110=0×2³ + 1×2² + 1×2¹ + 0×2⁰=6
11010110=D6
2.十六进制转二进制
例：2AF
将每个十六进制的数转换为对应的四位二进制数，在组合起来
2=0010
A=10=1010
F=15=1111
2AF=0010 1010 1111
（3）虚拟内存
虚拟内存用户空间每个进程一份
虚拟内存内核空间所有进程共享一份
虚拟内存mmap段中的动态链接库仅在物理内存中装载一份
（4）段（segment）与节（section）
| 代码段（Text segment） | 数据段（Data segment） |
|---|---|
| 包含了代码与只读数据 | 包含了可读可写数据 |
| .text 节 | .data 节 |
| .rodata 节 | .dynamic 节 |
| .hash 节 | .got 节 |
| .dynsym 节 | .got.plt 节（保存plt节解析出的函数的实际地址） |
| .dynstr 节 | .bss 节 （只占用内存的空间不占用磁盘的空间） |
| .plt 节（解析动态链接函数的实际地址） | |
| .rel.got 节 |
（5）程序数据是如何在内存中组织的
Data段：放已经初始化的全局变量
Bss段：放未初始化的全局变量
Text段：除了防止代码还放只读数据（.rodata）
Heap段：动态存储区
Stack段：存放局部变量（随着函数执行完被丢弃）
注：x,y是形参，当main函数调用sum函数时才会被用到，只有参数传递的时候才会被使用
32位架构：当main函数调用sum函数时，在创建sum函数的栈帧之前，将x和y的值压栈
64位架构：x,y不会放在虚拟内存中，而是放在寄存器中
（6）大端序与小端序
小端序：低地址存放数据低位、高地址存放数据高位（大部分）
大端序：低地址存放数据高位、高地址存放数据低位（小部分）
注：在C语言中0x00是字符串的结束符，大部分情况数据高位都为0，大端序低地址存放高位数据，数据是从低地址向高地址写，当进行溢出时，从低地址写入遇到0x00就直接结束了，所以小端序比大端序更好利用。
四、程序的装载与进程的执行
（1）进程的执行过程
PC寄存器（Register）：存放当前执行指令的地址（process count）
x86 eip x64 rip
（2）寄存器
amd64位寄存器结构
| 名称 | 大小 |
|---|---|
| rax | 8Bytes |
| eax | 4Bytes |
| ax | 2Bytes |
| ah | 1Bytes |
| al | 1Bytes |
部分寄存器的功能
| 名称 | 功能 |
|---|---|
| RSP | 存放当前栈帧的栈顶地址 |
| RBP | 存放当前栈帧的栈底地址 |
| RAX | 通用寄存器存放函数返回值 |
| RIP | 存放当前执行的指令的地址 |
（3）静态链接的程序的执行过程
user mode：用户代码 hernel mode：操作系统代码
（4）动态链接的程序的执行过程
五、x86&amd64汇编简述
（1）常用汇编指令
| MOV | LEA | PUSH | POP | LEAVE | RET |
|---|---|---|---|---|---|
| 把源操作数传送给目标 | 把源操作数的有效地址送给指定的寄存器 | 把目标值压栈，同时SP指针-1字长 | 将栈顶的值弹出至目的存储位置，同时SP指针+1字长 | 在函数返回时，恢复父函数栈帧的指令 | 在函数返回时，控制程序执行流返回父函数的指令 |
（2）两种汇编格式
| intel | AT&T |
|---|---|
| mov eax, 8 | movl $8, %eax |
| mov ebx, 0ffffh | movl $0xffff, %ebx |
| int 80h | int $80 |
| mov eax, [ecx] | movl (%ecx), %eax |
