csapp lab2 拆炸弹
1. 实验内容
包含一个二进制应用bomb
,需要根据该应用猜测程序的运行过程。程序主体包含了六个函数phase_1
到phase_6
,每个函数会根据用户的输入做出反应,当输入符合要求时,会炸弹拆解成功,进入到下一步,否则炸弹爆炸,打印"Boom!!!"并退出
2. 预置知识
二进制程序反汇编:objdump
gdb调试工具:gdb
寄存器信息(x86):注意用于传递参数的rdi/rsi/rdx/rcx以及r8 r9,储存返回值的寄存器rax
3. 实验解答
main函数分析
- if else的汇编实现:cmp+jne+jmp指令,cmp判断条件,jne进入下一个分支,jmp跳出if-else代码段
- 函数调用的过程:
- 在调用者中将函数参数传递到rdi rsi rdx rcx r8 r9等寄存器中
- 调用callq进入函数
- 在被调用函数中将需要使用的寄存器压栈,比如后文在phase_2函数中,先将rbp rbx压栈
- 执行函数
- 将压栈的寄存器弹出,恢复到初始状态
- 返回,返回前会将函数的结果移动到寄存器rax中
0000000000400da0 <main>:
400da0: 53 push %rbx #后面需要使用,所以将旧值压栈
// 对应读取文件的三个判断
// edi为函数的第一个参数,也就是main函数的输入
// edi = 1: stdin输入
// edi = 2: 从文件读入
// 其他:报错
# 第一种情况
400da1: 83 ff 01 cmp $0x1,%edi
400da4: 75 10 jne 400db6 <main+0x16>
400da6: 48 8b 05 9b 29 20 00 mov 0x20299b(%rip),%rax # 603748 <stdin@@GLIBC_2.2.5>
400dad: 48 89 05 b4 29 20 00 mov %rax,0x2029b4(%rip) # 603768 <infile>
400db4: eb 63 jmp 400e19 <main+0x79>
# 第二种情况
400db6: 48 89 f3 mov %rsi,%rbx
400db9: 83 ff 02 cmp $0x2,%edi
400dbc: 75 3a jne 400df8 <main+0x58>
400dbe: 48 8b 7e 08 mov 0x8(%rsi),%rdi
400dc2: be b4 22 40 00 mov $0x4022b4,%esi
400dc7: e8 44 fe ff ff callq 400c10 <fopen@plt>
400dcc: 48 89 05 95 29 20 00 mov %rax,0x202995(%rip) # 603768 <infile>
400dd3: 48 85 c0 test %rax,%rax
400dd6: 75 41 jne 400e19 <main+0x79>
400dd8: 48 8b 4b 08 mov 0x8(%rbx),%rcx
400ddc: 48 8b 13 mov (%rbx),%rdx
400ddf: be b6 22 40 00 mov $0x4022b6,%esi
400de4: bf 01 00 00 00 mov $0x1,%edi
400de9: e8 12 fe ff ff callq 400c00 <__printf_chk@plt>
400dee: bf 08 00 00 00 mov $0x8,%edi
400df3: e8 28 fe ff ff callq 400c20 <exit@plt>
# 第三种情况
400df8: 48 8b 16 mov (%rsi),%rdx
400dfb: be d3 22 40 00 mov $0x4022d3,%esi
400e00: bf 01 00 00 00 mov $0x1,%edi
400e05: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
400e0a: e8 f1 fd ff ff callq 400c00 <__printf_chk@plt>
400e0f: bf 08 00 00 00 mov $0x8,%edi
400e14: e8 07 fe ff ff callq 400c20 <exit@plt>
// 初始化bomb
400e19: e8 84 05 00 00 callq 4013a2 <initialize_bomb>
// 开始6个阶段的测试
# 输出两句问候
# 0x402338:Welcome to my fiendish little bomb. You have 6 phases with
# 0x402378:which to blow yourself up. Have a nice day!
# 函数调用的过程就是先将参数移动到rdi rsi等寄存器中,然后使用callq命令进入函数,函数的执行结果放到rax中
400e1e: bf 38 23 40 00 mov $0x402338,%edi
400e23: e8 e8 fc ff ff callq 400b10 <puts@plt>
400e28: bf 78 23 40 00 mov $0x402378,%edi
400e2d: e8 de fc ff ff callq 400b10 <puts@plt>
# phase_1
# 调用read_line函数,并将他的结果从rax移动到rdi中,作为下一个调用的函数的参数
400e32: e8 67 06 00 00 callq 40149e <read_line>
400e37: 48 89 c7 mov %rax,%rdi
400e3a: e8 a1 00 00 00 callq 400ee0 <phase_1>
400e3f: e8 80 07 00 00 callq 4015c4 <phase_defused>
# 输出字符串
400e44: bf a8 23 40 00 mov $0x4023a8,%edi
400e49: e8 c2 fc ff ff callq 400b10 <puts@plt>
# phase_2,同phase_1
400e4e: e8 4b 06 00 00 callq 40149e <read_line>
400e53: 48 89 c7 mov %rax,%rdi
400e56: e8 a1 00 00 00 callq 400efc <phase_2>
400e5b: e8 64 07 00 00 callq 4015c4 <phase_defused>
# phase_3
400e60: bf ed 22 40 00 mov $0x4022ed,%edi
400e65: e8 a6 fc ff ff callq 400b10 <puts@plt>
400e6a: e8 2f 06 00 00 callq 40149e <read_line>
400e6f: 48 89 c7 mov %rax,%rdi
400e72: e8 cc 00 00 00 callq 400f43 <phase_3>
400e77: e8 48 07 00 00 callq 4015c4 <phase_defused>
# phase_4
400e7c: bf 0b 23 40 00 mov $0x40230b,%edi
400e81: e8 8a fc ff ff callq 400b10 <puts@plt>
400e86: e8 13 06 00 00 callq 40149e <read_line>
400e8b: 48 89 c7 mov %rax,%rdi
400e8e: e8 79 01 00 00 callq 40100c <phase_4>
400e93: e8 2c 07 00 00 callq 4015c4 <phase_defused>
# phase_5
400e98: bf d8 23 40 00 mov $0x4023d8,%edi
400e9d: e8 6e fc ff ff callq 400b10 <puts@plt>
400ea2: e8 f7 05 00 00 callq 40149e <read_line>
400ea7: 48 89 c7 mov %rax,%rdi
400eaa: e8 b3 01 00 00 callq 401062 <phase_5>
400eaf: e8 10 07 00 00 callq 4015c4 <phase_defused>
# phase_6
400eb4: bf 1a 23 40 00 mov $0x40231a,%edi
400eb9: e8 52 fc ff ff callq 400b10 <puts@plt>
400ebe: e8 db 05 00 00 callq 40149e <read_line>
400ec3: 48 89 c7 mov %rax,%rdi
400ec6: e8 29 02 00 00 callq 4010f4 <phase_6>
400ecb: e8 f4 06 00 00 callq 4015c4 <phase_defused>
# 正常退出,main函数返回0,也就是将0存到rax寄存器中
400ed0: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
400ed5: 5b pop %rbx
400ed6: c3 retq
400ed7: 90 nop
400ed8: 90 nop
400ed9: 90 nop
400eda: 90 nop
400edb: 90 nop
400edc: 90 nop
400edd: 90 nop
400ede: 90 nop
400edf: 90 nop
phase_1
phase_1比较简单,中间只涉及一个string_not_equal
函数,用户输入的内容input被放在了rdi寄存器中了(main函数的分析),然后将0x402400中的内容放到了第二个参数寄存器esi,那么说明这里面就是正确答案。使用print (char*)0x402400
即可查看到,内容是Border relations with Canada have never been better.
指令:
test
:对两个数做AND操作,当与操作的结果为0,将ZF置1je
:相当于jz
,看ZF标志位,当ZF为0时跳转
0000000000400ee0 <phase_1>:
400ee0: 48 83 ec 08 sub $0x8,%rsp
400ee4: be 00 24 40 00 mov $0x402400,%esi
400ee9: e8 4a 04 00 00 callq 401338 <strings_not_equal>
400eee: 85 c0 test %eax,%eax
400ef0: 74 05 je 400ef7 <phase_1+0x17>
400ef2: e8 43 05 00 00 callq 40143a <explode_bomb>
400ef7: 48 83 c4 08 add $0x8,%rsp
400efb: c3 retq
phase_2
根据代码可知,phase_2中先将输入的字符串解析成为6个数字,然后使用循环判断它是不是1 2 4 6 8 16
问题:
为什么要在栈中分配40个字节作为read_six_numbers的返回值?
0000000000400efc <phase_2>:
# 后面要用到rbp rbx寄存器,先压栈
400efc: 55 push %rbp
400efd: 53 push %rbx
# 可以看出栈指针被当做第二个参数传递给了read_six_numbers函数,此处的28为十六进制数,
400efe: 48 83 ec 28 sub $0x28,%rsp
400f02: 48 89 e6 mov %rsp,%rsi
400f05: e8 52 05 00 00 callq 40145c <read_six_numbers>
# cmp + je + jmp,典型的if-else结构
# 首先是将rsp中的值和1比,不相等时炸弹爆炸,说明存储的数字序列中第一个为1
400f0a: 83 3c 24 01 cmpl $0x1,(%rsp)
400f0e: 74 20 je 400f30 <phase_2+0x34>
400f10: e8 25 05 00 00 callq 40143a <explode_bomb>
400f15: eb 19 jmp 400f30 <phase_2+0x34>
# 循环逻辑
400f17: 8b 43 fc mov -0x4(%rbx),%eax # rbx对应array[i],eax对应array[i-1]
400f1a: 01 c0 add %eax,%eax # 对应2*array[i-1]
400f1c: 39 03 cmp %eax,(%rbx) # 2*array[i-1] == array[i]?
400f1e: 74 05 je 400f25 <phase_2+0x29>
400f20: e8 15 05 00 00 callq 40143a <explode_bomb>
# 循环边界的判断
400f25: 48 83 c3 04 add $0x4,%rbx
400f29: 48 39 eb cmp %rbp,%rbx
400f2c: 75 e9 jne 400f17 <phase_2+0x1b>
400f2e: eb 0c jmp 400f3c <phase_2+0x40>
# 循环初始化,rbp充当end的角色,rbx为循环的变量,18对应十进制为24,刚好6个数字,说明该序列包含了6个数
400f30: 48 8d 5c 24 04 lea 0x4(%rsp),%rbx
400f35: 48 8d 6c 24 18 lea 0x18(%rsp),%rbp
400f3a: eb db jmp 400f17 <phase_2+0x1b>
# 恢复初始状态,read_six_numbers的结果也丢失了
400f3c: 48 83 c4 28 add $0x28,%rsp
400f40: 5b pop %rbx
400f41: 5d pop %rbp
400f42: c3 retq
进一步分析read_six_numbers函数:
看不懂了。。。。。反正就是调用了ssacnf函数,第二个参数时一个字符串"%d %d %d %d %d %d"
// 用于传递参数的rdi/rsi/rdx/rcx以及r8 r9,储存返回值的寄存器rax
000000000040145c <read_six_numbers>:
40145c: 48 83 ec 18 sub $0x18,%rsp
# rdi中装的是input字符串,rsi装的是rsp栈指针
# rsi: rsp
# rdx: rsp
# rcx: rsp + 4
# r8: rsp + 12
# r9: rsp + 8
# rsp + 8: rsp + 20
401460: 48 89 f2 mov %rsi,%rdx
401463: 48 8d 4e 04 lea 0x4(%rsi),%rcx
401467: 48 8d 46 14 lea 0x14(%rsi),%rax
40146b: 48 89 44 24 08 mov %rax,0x8(%rsp)
401470: 48 8d 46 10 lea 0x10(%rsi),%rax
401474: 48 89 04 24 mov %rax,(%rsp)
401478: 4c 8d 4e 0c lea 0xc(%rsi),%r9
40147c: 4c 8d 46 08 lea 0x8(%rsi),%r8
401480: be c3 25 40 00 mov $0x4025c3,%esi
401485: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
40148a: e8 61 f7 ff ff callq 400bf0 <__isoc99_sscanf@plt>
40148f: 83 f8 05 cmp $0x5,%eax
401492: 7f 05 jg 401499 <read_six_numbers+0x3d>
401494: e8 a1 ff ff ff callq 40143a <explode_bomb>
401499: 48 83 c4 18 add $0x18,%rsp
40149d: c3 retq
phase_3
依然是scanf+判断,第一个数字被放进rsp+8,第二个被放进rsp+12,这里出现了switch,注意jmpq的用法。最后的答案应该是:
0 0xcf, 1 0xc3, 2 0x100...
0000000000400f43 <phase_3>:
# 在栈上开辟出24个字节的空间,依然是调用sscanf函数
400f43: 48 83 ec 18 sub $0x18,%rsp
400f47: 48 8d 4c 24 0c lea 0xc(%rsp),%rcx
400f4c: 48 8d 54 24 08 lea 0x8(%rsp),%rdx
400f51: be cf 25 40 00 mov $0x4025cf,%esi
400f56: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
400f5b: e8 90 fc ff ff callq 400bf0 <__isoc99_sscanf@plt>
400f60: 83 f8 01 cmp $0x1,%eax
400f63: 7f 05 jg 400f6a <phase_3+0x27> # eax < 1会跳转,成功
400f65: e8 d0 04 00 00 callq 40143a <explode_bomb>
400f6a: 83 7c 24 08 07 cmpl $0x7,0x8(%rsp) # rsp+8 < 7会跳转,失败
400f6f: 77 3c ja 400fad <phase_3+0x6a>
400f71: 8b 44 24 08 mov 0x8(%rsp),%eax
# 这相当于一个switch指令,跳转表的基地址为0x402470,每个单元的长度为8,按rax的值进行下标访问
# 不过也能猜到从400f7c就是我们要的
# (gdb) x/8a0x402470
# 0x402470: 0x400f7c <phase_3+57> 0x400fb9 <phase_3+118>
# 0x402480: 0x400f83 <phase_3+64> 0x400f8a <phase_3+71>
# 0x402490: 0x400f91 <phase_3+78> 0x400f98 <phase_3+85>
# 0x4024a0: 0x400f9f <phase_3+92> 0x400fa6 <phase_3+99>
400f75: ff 24 c5 70 24 40 00 jmpq *0x402470(,%rax,8)
400f7c: b8 cf 00 00 00 mov $0xcf,%eax
400f81: eb 3b jmp 400fbe <phase_3+0x7b>
400f83: b8 c3 02 00 00 mov $0x2c3,%eax
400f88: eb 34 jmp 400fbe <phase_3+0x7b>
400f8a: b8 00 01 00 00 mov $0x100,%eax
400f8f: eb 2d jmp 400fbe <phase_3+0x7b>
400f91: b8 85 01 00 00 mov $0x185,%eax
400f96: eb 26 jmp 400fbe <phase_3+0x7b>
400f98: b8 ce 00 00 00 mov $0xce,%eax
400f9d: eb 1f jmp 400fbe <phase_3+0x7b>
400f9f: b8 aa 02 00 00 mov $0x2aa,%eax
400fa4: eb 18 jmp 400fbe <phase_3+0x7b>
400fa6: b8 47 01 00 00 mov $0x147,%eax
400fab: eb 11 jmp 400fbe <phase_3+0x7b>
400fad: e8 88 04 00 00 callq 40143a <explode_bomb>
400fb2: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
400fb7: eb 05 jmp 400fbe <phase_3+0x7b>
400fb9: b8 37 01 00 00 mov $0x137,%eax
# rsp+12刚好是第二个数
400fbe: 3b 44 24 0c cmp 0xc(%rsp),%eax
400fc2: 74 05 je 400fc9 <phase_3+0x86>
400fc4: e8 71 04 00 00 callq 40143a <explode_bomb>
400fc9: 48 83 c4 18 add $0x18,%rsp
400fcd: c3 retq
phase_4
000000000040100c <phase_4>:
# 依然是sscanf函数
# 字符串格式为:%d %d,说明解析出来的是两个整数
40100c: 48 83 ec 18 sub $0x18,%rsp
401010: 48 8d 4c 24 0c lea 0xc(%rsp),%rcx
401015: 48 8d 54 24 08 lea 0x8(%rsp),%rdx
40101a: be cf 25 40 00 mov $0x4025cf,%esi
40101f: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
401024: e8 c7 fb ff ff callq 400bf0 <__isoc99_sscanf@plt>
401029: 83 f8 02 cmp $0x2,%eax
40102c: 75 07 jne 401035 <phase_4+0x29> # 再次印证应该是两个数
40102e: 83 7c 24 08 0e cmpl $0xe,0x8(%rsp)
401033: 76 05 jbe 40103a <phase_4+0x2e> # 小于或者等于时跳转,rsp + 8 < 14,否则会爆炸
401035: e8 00 04 00 00 callq 40143a <explode_bomb>
# 用于传递参数的rdi/rsi/rdx/rcx以及r8 r9,储存返回值的寄存器rax
# func4(rsp + 8, 0x0, 0xe)
# 第一个数只能根据func4获得
40103a: ba 0e 00 00 00 mov $0xe,%edx
40103f: be 00 00 00 00 mov $0x0,%esi
401044: 8b 7c 24 08 mov 0x8(%rsp),%edi
401048: e8 81 ff ff ff callq 400fce <func4>
40104d: 85 c0 test %eax,%eax
40104f: 75 07 jne 401058 <phase_4+0x4c>
401051: 83 7c 24 0c 00 cmpl $0x0,0xc(%rsp) # 关于第二个数,等于0的时候正常,说明第二个数是0
401056: 74 05 je 40105d <phase_4+0x51>
401058: e8 dd 03 00 00 callq 40143a <explode_bomb>
40105d: 48 83 c4 18 add $0x18,%rsp
401061: c3 retq
恶心。。。。竟然有一个递归函数
- 递归函数的汇编写法
- 注意寻址方式,见课本p121
- lea的用法:将有效地址写入到寄存器,以
lea (%rax,%rsi,1),%ecx
为例,(%rax,%rsi,1)
是一个比例变址寻址,表示MM[%rax + %rsi * 1] - 注意AT&T汇编的格式
根据汇编改写的递归程序可知,0~7都是答案
# func4(x, y, z)
0000000000400fce <func4>:
400fce: 48 83 ec 08 sub $0x8,%rsp
400fd2: 89 d0 mov %edx,%eax
400fd4: 29 f0 sub %esi,%eax
400fd6: 89 c1 mov %eax,%ecx
400fd8: c1 e9 1f shr $0x1f,%ecx
400fdb: 01 c8 add %ecx,%eax
400fdd: d1 f8 sar %eax
400fdf: 8d 0c 30 lea (%rax,%rsi,1),%ecx
400fe2: 39 f9 cmp %edi,%ecx
400fe4: 7e 0c jle 400ff2 <func4+0x24>
400fe6: 8d 51 ff lea -0x1(%rcx),%edx
400fe9: e8 e0 ff ff ff callq 400fce <func4>
400fee: 01 c0 add %eax,%eax
400ff0: eb 15 jmp 401007 <func4+0x39>
400ff2: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
400ff7: 39 f9 cmp %edi,%ecx
400ff9: 7d 0c jge 401007 <func4+0x39>
400ffb: 8d 71 01 lea 0x1(%rcx),%esi
400ffe: e8 cb ff ff ff callq 400fce <func4>
401003: 8d 44 00 01 lea 0x1(%rax,%rax,1),%eax
401007: 48 83 c4 08 add $0x8,%rsp
40100b: c3 retq
y = 0, z = 14
mid = (y + z) / 2;
if(x <= mid) {
if(z >= x) {
return 0;
} else {
y = mid + 1;
return 2*func(x, y, z) + 1;
}
} else {
z = mid-1;
return 2*func(x, y, z);
}
edx: z, esi: y, edi: x, eax: tmp1, ecx: tmp2
phase_5
# 用于传递参数的rdi/rsi/rdx/rcx以及r8 r9,储存返回值的寄存器rax
0000000000401062 <phase_5>:
401062: 53 push %rbx
401063: 48 83 ec 20 sub $0x20,%rsp
401067: 48 89 fb mov %rdi,%rbx
40106a: 64 48 8b 04 25 28 00 mov %fs:0x28,%rax
401071: 00 00
401073: 48 89 44 24 18 mov %rax,0x18(%rsp)
401078: 31 c0 xor %eax,%eax
# eax = 0,计算字符串的长度
40107a: e8 9c 02 00 00 callq 40131b <string_length>
40107f: 83 f8 06 cmp $0x6,%eax
401082: 74 4e je 4010d2 <phase_5+0x70> # 说明字符串的长度必须是6
401084: e8 b1 03 00 00 callq 40143a <explode_bomb>
401089: eb 47 jmp 4010d2 <phase_5+0x70>
40108b: 0f b6 0c 03 movzbl (%rbx,%rax,1),%ecx # ch[i],将第一个字符取出来
40108f: 88 0c 24 mov %cl,(%rsp)
401092: 48 8b 14 24 mov (%rsp),%rdx # 将ch[i]放到rdx中
401096: 83 e2 0f and $0xf,%edx # 取低4位,可以忽略
#"maduiersnfotvbylSo you think you can stop the bomb with ctrl-c, do you?"
#str
# rsp空出了20个字节,
401099: 0f b6 92 b0 24 40 00 movzbl 0x4024b0(%rdx),%edx # str[ch[i]]的内容放到edx中,类似于整数数组
4010a0: 88 54 04 10 mov %dl,0x10(%rsp,%rax,1) # rdx,将上一个内容放到(rsp + i + 0x10)
4010a4: 48 83 c0 01 add $0x1,%rax
4010a8: 48 83 f8 06 cmp $0x6,%rax # 循环
4010ac: 75 dd jne 40108b <phase_5+0x29>
4010ae: c6 44 24 16 00 movb $0x0,0x16(%rsp) # 在创建的字符串那加一个结束符,我们的新字符串是从rsp+10~rsp+16
4010b3: be 5e 24 40 00 mov $0x40245e,%esi # "flyers",比较函数的第二个参数
4010b8: 48 8d 7c 24 10 lea 0x10(%rsp),%rdi #比较函数的第一个参数,也就是新创建的字符串的首地址
# maduiersnfotvbyl
# 9 15 14 5 6 7 --> char
# 9 f e 5 6 7 (0x-7x)
# 9: 水平制表符 结束符 ) 9 I Y i y
# f: shift 单元分隔符 / ? O _ o DEL(Delete)
# e: SO(Shift Out) RS(Record Separator) . > N ^ n ~
# 5: % 5 E U e u
# 6: & 6 F V f v
# 7: ' 7 G W g w
4010bd: e8 76 02 00 00 callq 401338 <strings_not_equal>
4010c2: 85 c0 test %eax,%eax
4010c4: 74 13 je 4010d9 <phase_5+0x77>
4010c6: e8 6f 03 00 00 callq 40143a <explode_bomb>
4010cb: 0f 1f 44 00 00 nopl 0x0(%rax,%rax,1)
4010d0: eb 07 jmp 4010d9 <phase_5+0x77>
4010d2: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
4010d7: eb b2 jmp 40108b <phase_5+0x29>
4010d9: 48 8b 44 24 18 mov 0x18(%rsp),%rax
4010de: 64 48 33 04 25 28 00 xor %fs:0x28,%rax
4010e5: 00 00
4010e7: 74 05 je 4010ee <phase_5+0x8c>
4010e9: e8 42 fa ff ff callq 400b30 <__stack_chk_fail@plt>
4010ee: 48 83 c4 20 add $0x20,%rsp
4010f2: 5b pop %rbx
4010f3: c3 retq
phase_6
第一段:读6个数字,没什么可说,结果存在rsp到rsp+4*5(rsp+0x14)
00000000004010f4 <phase_6>:
4010f4: 41 56 push %r14
4010f6: 41 55 push %r13
4010f8: 41 54 push %r12
4010fa: 55 push %rbp
4010fb: 53 push %rbx
4010fc: 48 83 ec 50 sub $0x50,%rsp
401100: 49 89 e5 mov %rsp,%r13
401103: 48 89 e6 mov %rsp,%rsi
401106: e8 51 03 00 00 callq 40145c <read_six_numbers>
第二段:注意到循环的翻译方式,这一段包含了两个循环。按顺序阅读,在401128到401130的自增+cmp+跳转,可以确定是循环的边界判断,r12d为一个循环的标志变量,看跳转的401153,直接进入到下一个流程,而401151直接跳转到401114,可以确定这是一个while循环,guard-done
的翻译方式。
401114到401123包含了一个访存和判断,如果将r12d认为是循环变量i,rsp中存的数组记作array[],那这一块的代码框架为:
int i = 0;
while(1) {
int a = array[i];
if(a - 1 <= 5) bomb();
i = i + 1;
if(i == 6) break;
...
}
其中array[i]这一步其实是通过r13实现的,在外层循环中会对r13加4的操作,说明了数组中存放的是int型数据
看内层循环的边界判断401145到40114b,说明ebx存放的是内层的循环变量j,401132是j的初始化代码,初始值为i。401135到401140为内层循环的主体,401138读取了array[j],然后和a[i]比较,如果相等会爆炸。这样循环代码的框架可以被写成:
int i = 0;
while(1) {
int a = array[i];
if(a - 1 <= 5) bomb();
i = i + 1;
if(i == 6) break;
int j = i;
for(int j = i; j + 1 <= 5; j++) { // 有点奇怪
if(array[j] == a) bomb();
}
}
40110b: 49 89 e6 mov %rsp,%r14
40110e: 41 bc 00 00 00 00 mov $0x0,%r12d
401114: 4c 89 ed mov %r13,%rbp
401117: 41 8b 45 00 mov 0x0(%r13),%eax
40111b: 83 e8 01 sub $0x1,%eax
40111e: 83 f8 05 cmp $0x5,%eax
401121: 76 05 jbe 401128 <phase_6+0x34>
401123: e8 12 03 00 00 callq 40143a <explode_bomb> # 一个退出
401128: 41 83 c4 01 add $0x1,%r12d
40112c: 41 83 fc 06 cmp $0x6,%r12d
401130: 74 21 je 401153 <phase_6+0x5f> # 这个地方的自增+cmp+跳转,可以确定是循环的边界判断,r12d为一个循环的标志变量
401132: 44 89 e3 mov %r12d,%ebx
401135: 48 63 c3 movslq %ebx,%rax
401138: 8b 04 84 mov (%rsp,%rax,4),%eax
40113b: 39 45 00 cmp %eax,0x0(%rbp)
40113e: 75 05 jne 401145 <phase_6+0x51>
401140: e8 f5 02 00 00 callq 40143a <explode_bomb>
401145: 83 c3 01 add $0x1,%ebx
401148: 83 fb 05 cmp $0x5,%ebx
40114b: 7e e8 jle 401135 <phase_6+0x41>
40114d: 49 83 c5 04 add $0x4,%r13
401151: eb c1 jmp 401114 <phase_6+0x20>
因此第二段的功能就是判断array[i]中每个数小于或者等于6,并且后一个和前一个不相等。
第三段:依然是一个循环,rsp+18为array最后一个元素结尾的位置,可以认为是array的end,r14为array的初始地址。循环的主体就三句话,功能是array[i] = 7 - array[i]。
401153: 48 8d 74 24 18 lea 0x18(%rsp),%rsi
401158: 4c 89 f0 mov %r14,%rax
40115b: b9 07 00 00 00 mov $0x7,%ecx
401160: 89 ca mov %ecx,%edx
401162: 2b 10 sub (%rax),%edx
401164: 89 10 mov %edx,(%rax)
401166: 48 83 c0 04 add $0x4,%rax
40116a: 48 39 f0 cmp %rsi,%rax
40116d: 75 f1 jne 401160 <phase_6+0x6c>
第四段:还是包含了很多的循环,注意到401195是循环的出口。rsi用于rsp的访存,并且按4递增,可以将其看做是循环变量i。代码中包含了一个硬编码0x6032d0,查看内存发现是包含了node信息,每个node16B:
从内存结构可以看出,从node的地址往后偏移8个字节就是next指针的位置,也就对应着mov 0x8(%rdx),%rdx
。根据前文可知,array中存放了1 2 3 4 5 6,因此带入两个特殊值就能明白该函数的功能。
当array[i] = 1。从40119d可知,此时会跳转到401183,直接将链表的首地址存到了(rsp+20)[i]处,这里需要注意
(%rsp,%rsi,2)
中2的含义,单位是32bit(4B)当array[i] = 3。会跳转到401176,eax初始值1,ecx为3,rdx的初始值为0x6032d0。对应的代码为:
do {
rdx = rdx->next;
eax += 1;
}while(eax <= ecx);
当循环结束时,rdx的值刚好是第3个节点的地址,然后将它存储到(rsp+20)[i]处。
因此这一部分代码个作用就是将节点的地址按照输入的数组的被7减之后的顺序存到rsp+20处,查看栈rsp+20处的内容:
输入的数字为1 2 3 4 5 6,变换后为6 5 4 3 2 1,刚好是把节点的地址倒过来
40116f: be 00 00 00 00 mov $0x0,%esi
401174: eb 21 jmp 401197 <phase_6+0xa3>
401176: 48 8b 52 08 mov 0x8(%rdx),%rdx
40117a: 83 c0 01 add $0x1,%eax
40117d: 39 c8 cmp %ecx,%eax
40117f: 75 f5 jne 401176 <phase_6+0x82>
401181: eb 05 jmp 401188 <phase_6+0x94>
401183: ba d0 32 60 00 mov $0x6032d0,%edx
401188: 48 89 54 74 20 mov %rdx,0x20(%rsp,%rsi,2)
40118d: 48 83 c6 04 add $0x4,%rsi
401191: 48 83 fe 18 cmp $0x18,%rsi
401195: 74 14 je 4011ab <phase_6+0xb7> # 循环出口
401197: 8b 0c 34 mov (%rsp,%rsi,1),%ecx
40119a: 83 f9 01 cmp $0x1,%ecx
40119d: 7e e4 jle 401183 <phase_6+0x8f>
40119f: b8 01 00 00 00 mov $0x1,%eax
4011a4: ba d0 32 60 00 mov $0x6032d0,%edx
4011a9: eb cb jmp 401176 <phase_6+0x82>
第五段:
将rsp+20上的数组记作addr[0],addr[1],..., addr[5]
rbx-->addr[0], rax--> addr[1]的地址,rsi--> addr[6]的地址,充当循环的边界
rbx--> rcx
(rax)就是addr[1]--> rdx
rdx--> mem[rcx+0x8], rcx是addr[0],也就是将rdx赋值给地址为addr[0]的链表节点的next指针
rdx-->rcx,循环后rdx取下一个值
结束时rdx为addr[5],也就是链表的最后一个节点,只需要将其next指针设置为0
因此第五段是在重新排列链表
# 初始化
4011ab: 48 8b 5c 24 20 mov 0x20(%rsp),%rbx # head
4011b0: 48 8d 44 24 28 lea 0x28(%rsp),%rax # head.next
4011b5: 48 8d 74 24 50 lea 0x50(%rsp),%rsi # end
4011ba: 48 89 d9 mov %rbx,%rcx
# 主体
4011bd: 48 8b 10 mov (%rax),%rdx
4011c0: 48 89 51 08 mov %rdx,0x8(%rcx)
# 循环条件判断
4011c4: 48 83 c0 08 add $0x8,%rax
4011c8: 48 39 f0 cmp %rsi,%rax
4011cb: 74 05 je 4011d2 <phase_6+0xde>
4011cd: 48 89 d1 mov %rdx,%rcx
4011d0: eb eb jmp 4011bd <phase_6+0xc9>
4011d2: 48 c7 42 08 00 00 00 movq $0x0,0x8(%rdx)
第六段:
一个链表的取value的过程,比较相邻的两个节点的value,要降序排列
原链表的节点为 14c 0a8 39c 2b3 1dd 1bb
降序排列的下标应该是3 4 5 6 1 2,变换前的应该是4 3 2 1 6 5
4011d9: 00
4011da: bd 05 00 00 00 mov $0x5,%ebp
4011df: 48 8b 43 08 mov 0x8(%rbx),%rax #rbx就是头结点的地址,偏移8就是next指针
4011e3: 8b 00 mov (%rax),%eax # next的value存到eax中
4011e5: 39 03 cmp %eax,(%rbx) # 比较next.value和value
4011e7: 7d 05 jge 4011ee <phase_6+0xfa> # value >=next.value跳转,也就意味着要降序排列
4011e9: e8 4c 02 00 00 callq 40143a <explode_bomb>
4011ee: 48 8b 5b 08 mov 0x8(%rbx),%rbx
4011f2: 83 ed 01 sub $0x1,%ebp
4011f5: 75 e8 jne 4011df <phase_6+0xeb> # 循环6次
4011f7: 48 83 c4 50 add $0x50,%rsp
4011fb: 5b pop %rbx
4011fc: 5d pop %rbp
4011fd: 41 5c pop %r12
4011ff: 41 5d pop %r13
401201: 41 5e pop %r14
401203: c3 retq
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