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Blau Araujo e1c525de6b atualização do conteúdo geral do curso

2025-06-02 12:29:14 -03:00

0 – Introdução à linguagem Assembly (NASM)

O que é Assembly
Linguagem dependente da arquitetura
Linguagem de montagem
Classificações da linguagem
- De baixo nível de abstração (segunda geração)
- Imperativa
- De tipagem inexistente
- Com gerenciamento manual de memória
- Compilada via montagem
- Paradigmas
- De uso específico
Comparação com outras linguagens
- Não há estruturas de controle
- Não há o conceito de variáveis
- Ponteiros, só por analogia
- Em vez de tipos, quantidades de bytes
Por que aprender Assembly?
- Entendimento do funcionamento de computadores
- Depuração e análise
- Integração com C
- Aprendizado
Principais sintaxes
- Sintaxe AT&T
- Sintaxe Intel
- Compatibilidade
O Netwide Assembler (NASM)
- Sintaxe de instruções
- Sintaxe de metaprogramação da montagem
- Operadores e símbolos
- Seções no NASM
- Importação e exportação de símbolos
- Tipos de operandos em instruções
Instruções essenciais
- Instrução mov
- Instrução lea
- Instruções aritméticas básicas (inc, dec, add e sub)
- Instruções de multiplicação e divisão (mul, imul, div e idiv)
- Instrução jmp (salto incondicional)
- Instruções de salto condicional
- Instrução cmp
- Instrução test
- Instruções call e ret
- Instrução syscall
- Padrões frequentemente utilizados
Montagem e execução de programas em Assembly NASM
- Requisitos
- Exemplo: "Salve, simpatia!"

Modelo de von Neumann
- Influência nas arquiteturas modernas
- Gargalo de Von Neumann
Arquiteturas x86
- Características
- Gerações da família x86:
- Comparativo com outras arquiteturas
Componentes de uma CPU x86_64
Principais registradores e seus propósitos (64 bits)
- Relação com outras arquiteturas x86
Primeiro exemplo em Assembly x86_64
- Seção do código executável
- O ponto de entrada
- Chamada de sistema
- Montagem e execução (no terminal)

Do código-fonte ao binário
- Arquivos texto e binários
- Formato de binário executável
Programação em código de máquina
Linguagens de baixo e alto nível
Sistemas de tradução de linguagens
- Linguagens interpretadas
- Linguagens compiladas
- Linguagens de montagem
Um programa em Assembly
- Tamanho do binário em bytes
- Informações gerais do arquivo
- Cabeçalho do formato ELF
- Lista de seções do programa
- Despejo do conteúdo (em hexa) da seção .text
- Despejo do conteúdo (em hexa) da seção .rodata
Uma versão equivalente em C
- Tamanho do binário em bytes:
- Informações gerais do arquivo
- Cabeçalho do formato ELF
- Lista de seções do programa
- Despejo do conteúdo (em hexa) da seção .text
- Despejo do conteúdo (em hexa) da seção .rodata
Desmontagem comparativa

O que é o formato ELF
- Principais tipos de arquivos objeto
Formato do arquivo
Seções especiais
Tipos de segmentos
Definindo seções ELF em NASM para Linux 64 bits
- Uma nota sobre alinhamento de dados
- Inspecionando a seção .rodata
- Inspeção da seção .data
- Inspecionando a seção .bss

Como programas são executados
- O que são processos
- Layout da memória virtual de um processo
Explorando os espaços de endereços de processos
Mapeamento de memória de um programa em C
- Análise com 'pmap'
- Análise com o arquivo /proc/<pid>/maps
Mapeamento de memória de um programa em Assembly
- Análise com o GNU Debugger (GDB)
- Executáveis independentes de posição (PIE)

Objetivos
O conceito de pilha (stack)
- Implementação da pilha como estrutura de dados
- Aplicações típicas
- Operações associadas às pilhas
Pilha de memória
Pilha de hardware
Registradores e a pilha de memória
Convenções de chamadas de funções (System V AMD64 ABI)
- Ordem dos argumentos
- Valor de retorno
- Registradores preservados e não preservados
- Exemplo em C
- Quadro de pilha (stack frame)
Convenções de chamadas de sistema
- Exemplo em Assembly
- Preservação de registradores com a pilha
- Resumo comparativo com chamadas de funções

O quadro inicial da pilha do processo
Inspecionando argumentos e variáveis exportadas
- Contador de argumentos
- Primeiro elemento do vetor de argumentos
- Separador nulo do vetor de argumentos
- Primeiro elemento do vetor ambiente
- Resultados com mais de um argumento
Acesso aos argumentos em baixo nível
- Acesso direto à pilha
- Acesso em Assembly exportando main
Listando todos os dados de argumentos
- Exemplo em Assembly com main e gcc
- Exemplo com acesso direto à pilha

Tabela de descritores de arquivos
- Uma nota sobre tipos de arquivos
- Descritores de arquivos padrão
- Abstração em alto nível (stream)
Uso dos fluxos de dados padrão no shell
- Mecanismo de redirecionamento
- Mecanismo de pipe
- Captura da entrada padrão
Uso dos fluxos de dados padrão em programas
- Demonstrando um redirecionamento interno
- Demonstrando um pipe interno
- Demonstrando a leitura da entrada padrão
- Identificando a origem do fluxo de leitura
Criação e manipulação de fluxos de dados
Armazenamento temporário (bufferização)
- Bufferização em alto nível
- Bufferização no nível do kernel
- Bufferização em Assembly