Linux内核分析实验作业之反汇编

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《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 ”

实验内容：

将下面的C程序反汇编，并分析其运行及堆栈变化过程

int g(int x)
{
  return x + 3;
}
 
int f(int x)
{
  return g(x);
}
 
int main(void)
{
  return f(8) + 1;
}

实验环境:

gcc version 4.4.7 (Ubuntu/Linaro 4.4.7-8ubuntu1) , ubuntu 14.04 64bit

实验步骤

1、输入 ctrl + t 打开命令终端, 输入gedit main.c，打开编辑器，输入上述程序, 并保存退出。

在命令行中输入

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

由于实验平台是64位机，gcc选项"-m32"表示将程序编译成32位的指令格式，如果在32位机，"-m32"可以不用加上去。

于是就可以看到在当前的目录下便生成了一个main.s的汇编程序。

main.s 的内容如下

    .file    "main.c"
    .text
.globl g
    .type    g, @function
g:
    pushl    %ebp
    movl    %esp, %ebp
    movl    8(%ebp), %eax
    addl    $3, %eax
    popl    %ebp
    ret
    .size    g, .-g
.globl f
    .type    f, @function
f:
    pushl    %ebp
    movl    %esp, %ebp
    subl    $4, %esp
    movl    8(%ebp), %eax
    movl    %eax, (%esp)
    call    g
    leave
    ret
    .size    f, .-f
.globl main
    .type    main, @function
main:
    pushl    %ebp
    movl    %esp, %ebp
    subl    $4, %esp
    movl    $8, (%esp)
    call    f
    addl    $1, %eax
    leave
    ret
    .size    main, .-main
    .ident    "GCC: (Ubuntu/Linaro 4.4.7-8ubuntu1) 4.4.7"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

为了方便阅读，去掉以"."开头的内容，就变成

g:
    pushl    %ebp
    movl    %esp, %ebp
    movl    8(%ebp), %eax
    addl    $3, %eax
    popl    %ebp
    ret
f:
    pushl    %ebp
    movl    %esp, %ebp
    subl    $4, %esp
    movl    8(%ebp), %eax
    movl    %eax, (%esp)
    call    g
    leave
    ret
main:
    pushl    %ebp
    movl    %esp, %ebp
    subl    $4, %esp
    movl    $8, (%esp)
    call    f
    addl    $1, %eax
    leave
    ret

可以看到main.s 的3个函数与main.c里的3个函数是一一对应的。程序从main处开始执行

int main(void)对应着:

    pushl    %ebp
    movl    %esp, %ebp

 ESP就是一直指向栈顶的指针,而EBP只是存取某时刻的栈顶指针,以方便对栈的操作,如获取函数参数、局部变量等。执行pushl，esp会自动减4，而执行popl，esp则会自动加4，上面两条指命执行之前的情况是是

esp-> ebp->

 (栈顶)

 

 

 

 

 

（表1） 

pushl    %ebp,ebp的值压入栈顶，esp -= 4,栈顶下移。 movl %esp, %ebp,

esp-> ebp->	old ebp

 

(栈顶)

 

 

 

 

（表2）
return f(8) + 1;先将立即8当成参数传入函数f

subl    $4, %esp;栈顶下移

movl $8, (%esp);将立即数8压入栈顶

ebp->	old ebp
esp->	8

 

 （栈顶）

 

 

（表3）

然手调用f函数

call f

call 函数可以分解成

A. 将EIP寄存器的当前值压入到栈中供返回时使用

B. 将被调用过程的偏移（相对于当前段）加载到EIP寄存器中

C. 开始执行被调用过程

ebp->	old epb
	8
esp->	old epi

 

 

 (栈顶)

 

（表4）

然后程序就进入到f函数

f:
    pushl    %ebp　　　　     ;位置1
    movl    %esp, %ebp　     ;位置2
    subl    $4, %esp         ;位置3
    movl    8(%ebp), %eax    ;位置4
    movl    %eax, (%esp)     ;位置5
    call    g
    leave                    ;位置A
    ret

执行到f函数位置3的地方后，

ebp->	old epb
	8
	old epi
ebp->	old2 epb
esp->

 

 

 

 

（栈顶）

(表5)

 

位置4, movl 8(%ebp), %eax  ，变址寻址，将ebp-8地址的数存入eax ，这个地址上存数值为8。

位置5将eax的值（8）送入栈顶。f函数就是将收到的参数8传给g,再将g返回的参数返回，实际上是什么也没有做。

然后进入了g函数:

g: 
   pushl    %ebp          
    movl    %esp, %ebp
    movl    8(%ebp), %eax ;位置6
    addl    $3, %eax      ;位置7
    popl    %ebp          ;位置8
    ret　　　　　　　　　　　 ;位置9

位置6, 将f函数传入的参数8移到eax

位置7，将立即数3与eax进行运算，实际eax就得到3+8的值

位置8，pupl %epb，从表5上分析，将esp的值加4,esp所指向old2 epb，将old2 epb传给epb，于是epb的指向又回到了old epb。

位置9,ret 相当于pop %eip，于是esp值又加4, esp指向 old eip，将old eip传给eip，也就是说，程序反回到了f  leave这条指令上。

leave 
ret

相当于

movl %ebp, %esp 
pob %ebp
pop %eip

cpu就回到了main的 addl $1, %eax，eax 保存着上次运算的结果，然后与立即数加1,完成运算。