进行反汇编尝试-基于简单的C程序

使用Linux系统进行汇编，在Linux中使用vim编写程序，学过C语言的应该都对下面这段程序不陌生，这段程序定义了三十函数，函数名分别为g,f与main，在g函数中我们输入局部变量x的值，返回的是局部变量x+6,在f函数，返回的是g函数得到的值，在main函数中返回的是f函数的值(这个f 函数中局部变量已经指定为17)加上1。

int g(int x){
  return x+6;
}

int f(int x){
  return g(x);
}

int main(){
 return f(17)+1;
}

在这里插入图片描述
接下来要进行编译操作，使用如下指令即可，在这里 -S指的是编译.c文件使其变为.s（汇编）文件，最后加上 -m32是因为我的Linux系统是64位，要编译其为32位的汇编程序。

gcc -S com_test.c -o com_test.s -m32

在这里插入图片描述

在Linix下查看生成的.s文件，可以cat com_test.s来查看，得到的结果如下:

	.file	"com_test.c"
	.text
	.globl	g
	.type	g, @function
g:
.LFB0:
	.cfi_startproc
	pushl	%ebp
	.cfi_def_cfa_offset 8
	.cfi_offset 5, -8
	movl	%esp, %ebp
	.cfi_def_cfa_register 5
	call	__x86.get_pc_thunk.ax
	addl	$_GLOBAL_OFFSET_TABLE_, %eax
	movl	8(%ebp), %eax
	addl	$6, %eax
	popl	%ebp
	.cfi_restore 5
	.cfi_def_cfa 4, 4
	ret
	.cfi_endproc
.LFE0:
	.size	g, .-g
	.globl	f
	.type	f, @function
f:
.LFB1:
	.cfi_startproc
	pushl	%ebp
	.cfi_def_cfa_offset 8
	.cfi_offset 5, -8
	movl	%esp, %ebp
	.cfi_def_cfa_register 5
	call	__x86.get_pc_thunk.ax
	addl	$_GLOBAL_OFFSET_TABLE_, %eax
	pushl	8(%ebp)
	call	g
	addl	$4, %esp
	leave
	.cfi_restore 5
	.cfi_def_cfa 4, 4
	ret
	.cfi_endproc
.LFE1:
	.size	f, .-f
	.globl	main
	.type	main, @function
main:
.LFB2:
	.cfi_startproc
	pushl	%ebp
	.cfi_def_cfa_offset 8
	.cfi_offset 5, -8
	movl	%esp, %ebp
	.cfi_def_cfa_register 5
	call	__x86.get_pc_thunk.ax
	addl	$_GLOBAL_OFFSET_TABLE_, %eax
	pushl	$17
	call	f
	addl	$4, %esp
	addl	$1, %eax
	leave
	.cfi_restore 5
	.cfi_def_cfa 4, 4
	ret
	.cfi_endproc
.LFE2:
	.size	main, .-main
	.section	.text.__x86.get_pc_thunk.ax,"axG",@progbits,__x86.get_pc_thunk.ax,comdat
	.globl	__x86.get_pc_thunk.ax
	.hidden	__x86.get_pc_thunk.ax
	.type	__x86.get_pc_thunk.ax, @function
__x86.get_pc_thunk.ax:
.LFB3:
	.cfi_startproc
	movl	(%esp), %eax
	ret
	.cfi_endproc
.LFE3:
	.ident	"GCC: (Debian 10.3.0-9) 10.3.0"
	.section	.note.GNU-stack,"",@progbits

实在是让人眼花缭乱，其实对我们真正有用的只是汇编指令，所以我们要删除最前面带有".“的语句，使用如下命令，其中sed命令是可以利用脚本来处理文本文件，这里 -i是实际修改文件,[.]是找到文件中所有带”."的语句，d是删除操作。

sed -i '/[.]/d' com_test.s

执行语句后再次查看.s文件，发现简略了很多，已经剩下了对我们有用的信息，其实带有 $_GLOBAL_OFFSET_TABLE_变量的行也可以省略，$ _GLOBAL_OFFSET_TABLE_是指全局变量偏移表。
在这里插入图片描述

g:
	pushl	%ebp
	movl	%esp, %ebp
	addl	$_GLOBAL_OFFSET_TABLE_, %eax
	movl	8(%ebp), %eax
	addl	$6, %eax
	popl	%ebp
	ret
f:
	pushl	%ebp
	movl	%esp, %ebp
	addl	$_GLOBAL_OFFSET_TABLE_, %eax
	pushl	8(%ebp)
	call	g
	addl	$4, %esp
	leave
	ret
main:
	pushl	%ebp
	movl	%esp, %ebp
	addl	$_GLOBAL_OFFSET_TABLE_, %eax
	pushl	$17
	call	f
	addl	$4, %esp
	addl	$1, %eax
	leave
	ret
	movl	(%esp), %eax
	ret

汇编基础知识

有如上的汇编代码还是很懵逼，因为看不懂啊，本人才疏学浅，为了看懂这一段汇编代码所以必须去恶补这方面的知识，如果说的不对，欢迎大佬们指正。(以下说的都是x86架构下 CPU中寄存器，均为32bit，所以这也是我们之前汇编使汇编代码为32bit的原因)

X86 CPU早期只有八个寄存器
eax:是累加器，是加法与乘法的缺省(我理解为系统自动完成而不需人工干预)寄存器
ebx:基址寄存器，存放基地址
ecx:计数器
edx:放除法操作得到的余数
ebp:基址指针寄存器,含有一个指针，其中这个指针指向系统栈最上面的栈帧的栈底（帧指针）
esp:栈顶指针寄存处，存在一个指针，其中这个指针指向系统栈最上面的栈帧的栈顶，esp所在位置是内存的低地址位置，压入的数据增多会使esp的值减少，在32bit平台中，esp每次减少4-指的是int型，因为int型是4个字节(栈指针)
esi:源索引寄存器
edi:目标索引寄存器

接下来是一些操作的讲解

以下均为AT&T格式，与intel格式有些许不同
l指的是双字(相当于intel中的dword)
pushl是指压栈
movl是指将第一个操作数(寄存器的内容...)复制到第二个操作数(寄存器的内容...)
addl是指加法指令，将操作数加到累加器中并存到累加器eax中
call是调用指令,这时，程序就会去找调用的函数标签，并为该函数建立一个新的帧
leave是将栈指针指向帧指针，然后pop备份的原帧指针到%EBP,在32位汇编中相当于如下命令:
movl %ebp,%esp
popl %ebp  (回到ebp的旧值)
popl是出栈
ret是执行call之前的地址

对之前的汇编代码进行分析

要理解汇编代码就要对内存模型有一定理解,学过数据结构应该都知道栈吧，栈是LIFO的结构，也就是后进先出的结构。
首先介绍下堆(heap):程序运行时,OS会自动分配一段内存，这段内存里存储着数据与程序，需要注意的是程序运行完后这段内存不会自己消失，也就是需要自己去释放内存，Java中的垃圾回收机制就是干的这个事。
栈帧(stack):是函数运行时临时占用的区域，至于帧，我的理解是就是一个一个函数体，因为是临时占用的所以运行结束后会自动回收。
详见下图(画的很丑，请见谅):
在这里插入图片描述
这是一段内存结构，最下面是低地址，最上面是高地址，初始esp(栈指针)，ebp(帧指针)指向最上面也就是最高的地址。因为我们的函数有三个函数体（我认为可以看成三个帧，这三个帧构成一个堆栈结构-如果说的不对，请大佬们指正），分别g,f,与main但是学过C语言的都知道，最先执行的是main函数，汇编也一样，首先是main入栈，main调用了f函数，所以f函数入栈,f函数调用了g函数，所以g函数入栈。每个帧里面是这个函数体的变量等值，比如局部变量等。