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【目录】CSAPP的实验简介与解法总结（已包含Attack/Link/Architecture/Cache）

news 2025/12/15 9:46:08

文章目录

- - Attack Lab（缓冲区溢出实验）对应书上Chap3
  - Link Lab（链接实验）对应书上Chap7
  - Architecture Lab（体系结构实验）对应书上Chap4-5
  - Cache Lab（缓存实验）对应书上Chap6

Attack Lab（缓冲区溢出实验）对应书上Chap3

大意

待攻击的程序中使用了gets函数获取用户输入，你作为攻击者要输入一些内容来转移程序的控制权。

收获

理解了gets函数为什么被弃用，为什么新标准的输入函数强制要求编程者给出最大长度，提高了安全意识。知道了栈帧中都有什么以及如何传参。粗略了解“金丝雀”以及攻击有栈保护的代码的流程。

Attack Lab：Phase1~Phase5【缓冲区溢出实验】

Link Lab（链接实验）对应书上Chap7

大意

每个阶段提供一个.o文件（可重定位目标文件），它是残缺的。请你用二进制编辑工具修改这个.o文件（或是重定位表、或是代码节、或是数据节），使得该.o文件与main.o文件链接后输出所要求的结果。

收获

链接就是符号解析+重定位。在本实验中，我了解了什么样的数据分配到什么节中（即符号解析），知道了重定位表在内存中的具体格式，以及会改写它（重定位）。

Link Lab：Phase 1 【输出学号】
Link Lab：Phase 2 【输出学号】
Link Lab：Phase 3 【输出学号强弱符号】
Link Lab：Phase 4 【输出学号 switch跳转表】
Link Lab：Phase 5 【输出编码后的学号/补齐残缺的重定位表】

Architecture Lab（体系结构实验）对应书上Chap4-5

大意

用Y86-64汇编语言编写三个函数。补充硬件描述语言，使得Y86-64的解释器能够处理一条新指令。优化一个复制数组元素并统计大于零的元素的个数的汇编代码，使之每个元素平均消耗程序的周期数最少。

收获

学习了Makefile的一些知识。熟悉了Y86-64指令和条件码的使用，熟悉了完整的汇编程序的写法。会写Y86-64的指令的6阶段过程。进行了多次循环展开，学会了通过消除气泡来优化。

Architecture Lab：part A 【实现sum_list/rsum_list/copy_block/熟悉Y86-64指令】
Architecture Lab：Part B【顺序处理器SEQ的实现/添加iaddq指令/取址译码执行等六阶段】
Architecture Lab：Part C【实现流水线/添加iaddq指令/优化汇编代码以减少程序周期数】

下面是除了解题报告之外的一些记录：
Architecture Lab：预备知识1【Make与Makefile】
Architecture Lab：预备知识2【汇编call/leave/ret指令、CS:APP练习4.4】
Archtecture Lab：准备知识3【make时各种报错的解决方法】
顺序处理器SEQ的HCL代码分析

Cache Lab（缓存实验）对应书上Chap6

大意

用C语言实现一个cache的模拟器，测试时给出依次要加载的内存地址，你需要对hit次数和miss次数进行统计。
优化矩阵转置的C代码，使之的总miss数达到最少。

收获

知道了getopt，它可以使得C程序识别命令行选项。对矩阵转置程序进行了多种分块的尝试，使之miss总次数降到要求的值。

Cache Lab：Part A【模拟出使用LRU策略的高速缓存存储器组织结构】
Cache Lab：Part B（52.6/53）【矩阵转置的分块算法】