通過反組譯碼一個簡單的C程式，分析彙編代碼理解電腦是如何工作的

標籤：馮諾依曼   彙編   編譯器   

劉子健 原創作品轉載請註明出處《Linux核心分析》MOOC課程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000

對一下代碼進行反組譯碼分析:

int g(int x){  return x + 42;} int f(int x){  return g(x);} int main(void){  return f(42) + 42;}

我的主機是64位的Linux，所以使用的反組譯碼代碼也是64-bits的．

.file"2015_03_01.c".text.globlg.typeg, @functiong:.LFB0:.cfi_startprocpushq%rbp.cfi_def_cfa_offset 16.cfi_offset 6, -16movq%rsp, %rbp.cfi_def_cfa_register 6movl%edi, -4(%rbp)movl-4(%rbp), %eaxaddl$42, %eaxpopq%rbp.cfi_def_cfa 7, 8ret.cfi_endproc.LFE0:.sizeg, .-g.globlf.typef, @functionf:.LFB1:.cfi_startprocpushq%rbp.cfi_def_cfa_offset 16.cfi_offset 6, -16movq%rsp, %rbp.cfi_def_cfa_register 6subq$8, %rspmovl%edi, -4(%rbp)movl-4(%rbp), %eaxmovl%eax, %edicallgleave.cfi_def_cfa 7, 8ret.cfi_endproc.LFE1:.sizef, .-f.globlmain.typemain, @functionmain:.LFB2:.cfi_startprocpushq%rbp.cfi_def_cfa_offset 16.cfi_offset 6, -16movq%rsp, %rbp.cfi_def_cfa_register 6movl$42, %edicallfaddl$42, %eaxpopq%rbp.cfi_def_cfa 7, 8ret.cfi_endproc.LFE2:.sizemain, .-main.ident"GCC: (Ubuntu 4.8.2-19ubuntu1) 4.8.2"

反組譯碼得到的代碼裡面有很多提示資訊，提示資訊以 . 開頭，程式執行時這些提示資訊不是指令，我們在這個反組譯碼範例裡面可以精簡代碼，把這些提示資訊刪除．有些資訊不能剔除，這些資訊是編譯器必須的，否則你過不了編譯連結．

下面是精簡後的反組譯碼代碼：以下代碼可以通過 gcc ./2015_03_01.s -o ./a.out

.text.globlg.typeg, @functiong:pushq%rbpmovq%rsp, %rbpmovl%edi, -4(%rbp)movl-4(%rbp), %eaxaddl$42, %eaxpopq%rbpret.sizeg, .-g.globlf.typef, @functionf:pushq%rbpmovq%rsp, %rbpsubq$8, %rspmovl%edi, -4(%rbp)movl-4(%rbp), %eaxmovl%eax, %edicallgleaveret.sizef, .-f.globlmain.typemain, @functionmain:pushq%rbpmovq%rsp, %rbpmovl$42, %edicallfaddl$42, %eaxpopq%rbpret.sizemain, .-main

關於基本彙編指令的分析，我之前有筆記，可以去看這裡:

http://blog.csdn.net/cinmyheart/article/details/25558911

我們這裡著重分析反組譯碼代碼:

g: , f:, main:　均用來指示函數的入口．

對於函數main.

首先壓棧，pushq 指令將rsp寄存器的值減去一個指標長度，在64-bits機器上即8byte,然後將 rbp寄存器的值寫入到rsp指向的地址處．

movq　%rsp, %ebp指令則將rsp寄存器的值賦值給rbp寄存器．這樣一來，屬於main函數的棧地區便構建好了．

接著movl　把立即數42賦值給寄存器edi, 然後call指令調用函數f.函數f的返回值會儲存在eax寄存器中，等待f調用完之後，會把eax寄存器的值和立即數42相加，並儲存在eax寄存器中．最後把rbp寄存器處的值彈棧．然後ret指令返回．

---------------------------------------------------------------------------------

call  f 

指令就相當於

push %eip　#把當前指令指標寄存器壓棧，然後跳轉到f處
jump f

---------------------------------------------------------------------------------

ret 指令就相當於

popl %eip  #把當前esp寄存器指向地址處的值，賦值給eip

然後把esp寄存器的值減去一個指標長度,即8-byte

---------------------------------------------------------------------------------

看看函數f都幹了神馬．

還是和上面介紹main函數一樣的＂老規矩＂，構建函數f的堆棧，

pushq %rbp

movq %rsp, %rbp

接著使用subq $8, %rsp把rsp寄存器的值減去8.

接著把edi寄存器的值賦值給rbp寄存器指向地址處減去4byte的地址處

緊接著，把這個地址處的值賦值給eax寄存器．

把eax寄存器的值又賦值給edi寄存器（其實我想說，這不是嚇折騰麼．．．這編譯器啊．．這期間edi寄存器的值沒變）

然後調用函數g

一句話概括就是把edi寄存器的值加上42賦值給eax寄存器，然後返回．（不改變edi寄存器的值）

闡明自己對“電腦是如何工作的”理解：

對於正常化後的程式指令，逐一的對程式指令進行＂解釋處理＂．不同的CPU，可能有不同的彙編指令集，比方說Intel -- X86 /X64平台，ARM平台，PowerPC等等，但是他們最基本的的思想都是近似的－－馮諾依曼體繫結構．

數字電腦的數制採用二進位；電腦應該按照程式順序執行

-----------------------

通過反組譯碼一個簡單的C程式，分析彙編代碼理解電腦是如何工作的