機械語

機械語

執筆済 コンピュータ

CPU が直接実行できるビット列。

01001000 10001001 11011000

これが x86-64 の mov %rbx, %rax にあたる。

命令の構造#

おおむね次の要素からなる。

部分 内容
オペコード 何をするか（加算、移動、分岐）
オペランド どのレジスタ、どのアドレス
即値 定数

命令長#

ISA 命令長
x86-64 1〜15 バイト（可変）
ARM64 4 バイト固定
RISC-V 4 バイト（圧縮拡張で 2 バイトも）

可変長はコード密度が高い代わりに、 デコードが難しい。 命令の切れ目を知るには前から順に解釈するしかなく、 並列デコードの障害になる。 これが x86 の実装が複雑になる主因のひとつ。

データとの区別がつかない#

メモリ上では、機械語もデータも同じビット列。 「ここから実行する」と決めたら命令として解釈される。

これがフォン・ノイマン型の柔軟さの源であり、 同時にバッファオーバーフローによる任意コード実行の 根本原因でもある。

対策として NX ビット（実行不可のページ）、 ASLR（配置のランダム化）などが導入されている。

逆アセンブル#

機械語からアセンブリに戻すこと。 可変長命令では、開始位置がずれると まったく別の命令列に見えるため、 完全に正しく戻すのは一般には難しい。

参考文献#