Resumen de x86_64 y System V ABI para el primer parcial de Arquitectura y Organización de Computadoras

• Registros
• Registros volátiles (caller saved)
• Registros no volátiles (callee saved)
• Valores de retorno de funciones
• Llamadas a funciones de C
• Pasaje de parámetros a funciones
• Direccionamiento
• Alineación de structs
• GDB
  • Imprimir registros xmm
  • Examinar memoria
  • Examinar la pila
  • Imprimir punteros a structs
  • Imprimir arrays
    • Arrays de tipos simples
    • Arrays de structs
    • Arrays de punteros a structs

Registros

Registros volátiles (caller saved)

Pushearlos si se usan en una función y se quiere preservar su valor después de una llamada a otra función:

• RAX, RCX, RDX, RSI, RDI, R8, R9, R10, R11, XMM0-15

Registros no volátiles (callee saved)

Pushearlos siempre que se usan desde dentro de cualquier función:

• RBX, RSP, RBP, R12, R13, R14, R15

Valores de retorno de funciones

• RAX -> enteros/punteros
• RAX -> floats

Llamadas a funciones de C

La pila debe estar alineada a 16 bytes (sub rsp, X).
Cuando se entra a una función en asm, la pila siempre está desalineada (alineada a 8 bytes).

Pasaje de parámetros a funciones

Primeros 6 argumentos:

Argumentos siguientes:

se pushean de derecha a izquierda en la pila

Direccionamiento

[ Base + ( Index * Scale ) + Displacement ]
   ^         ^       ^            ^
   |         |       |            |
  RAX       RAX      1        Cte. 32 bits
  ...       ...      2
  R15       R15      4
          (No RSP)   8

Size directives:

• BYTE 1 byte 8 bits
• WORD 2 bytes 16 bits
• DWORD 4 bytes 32 bits
• QWORD 8 bytes 64 bits
• OWORD 16 btyes 128 bits

Alineación de structs

Cada campo en un struct tiene un requisito de alineacion que por lo general es igual a su tamaño en bytes.

Cada campo debe estar alineado en direcciones de memoria que sean múltiplos de su requisito de alineacion. El compilador puede añadir padding entre los miembros del struct para hacer cumplir estos requisitos de alineación.

Al final, el tamaño total del struct debe ser múltiplo del mayor requisito de alineacion de sus campos, el compilador puede añadir padding al final del struct para hacer cumplir esto, haciendo que el tamaño del struct aumente.

Ejemplo:

typedef struct {
    char a;        // 1 byte
    uint32_t b;    // 4 bytes
    uint16_t c;    // 2 bytes
} example_t;

Asi queda el struct en memoria:

GDB

Machete de gdb: https://macapiaggio.github.io/gdb-guide/

Imprimir registros xmm

p/b $xmmn.f

• b: base
  • /d: base 10 signed
  • /u: base 10 unsigned
  • /t: base 2
  • /x: base 16
• f: formato
  • .v4_int32: 4 registros de 32 bits c/u
  • .v2_int64: 2 registros de 64 bits c/u
  • .v8_int16: 8 registros de 16 bits c/u
  • .v16_int8: 16 registros de 8 bits c/u
  • .v4_float: 4 registros de single-precision float (32 bits)
  • .v2_double: 2 registros de double-precision float (64 bits)

Examinar memoria

x /Nuf expression

• N: units to display
• u: unit size
  • b: byte
  • h: halfwords (2 bytes)
  • w: words (4 bytes)
  • g: giant words (8 bytes)
• f: formato
  • x: hexa
  • d: signed decimal
  • u: unsigned decimal
  • t: binary
  • a: address
  • c: char
  • f: float

Examinar la pila

Acceder a un elemento específico en [rbp - offset]:

x /1gx $rbp-offset

Imprimir punteros a structs

Ejemplo: rdi tiene un puntero a un struct de tipo struct_t:

p *(struct_t*) $rdi

Imprimir arrays

Arrays de tipos simples

Ejemplo: rdi tiene la direccion de un array de n enteros de tipo uint16_t:

p *(uint16_t(*)[n]) $rdi

Arrays de structs

Ejemplo: rdi apunta a un array de tamaño n de structs de tipo struct_t:

p *(struc_t(*)[n]) $rdi

Arrays de punteros a structs

Ejemplo: rdi es un array de n punteros a structs

p *(struct_t**(*)[n]) $rdi