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Linux内核分析():计算机是如何工作的

Linux内核分析():计算机是如何工作的

作者: lnydc | 来源:发表于2016-12-01 23:29 被阅读0次

    2016
    http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000#/info
    2015
    http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000072000#/info
    实验楼,有实验环境
    https://www.shiyanlou.com/courses/195
    参考资料 深入理解Linux内核第三版

    1.存储程序计算机工作模型

    这个小节,理解两个问题

    0x01什么是冯诺依曼体系结构?
    冯诺依曼体系结构就是存储程序计算机,从如下两个方面来看:
    硬件方面,计算机可以抽象成由CPU,内存组成,CPU和内存之间通过总线连接,
    CPU内部有寄存器,如IP(Instruction Pointer)
    16位的CPU叫IP
    32位的CPU叫EIP
    64位的CPU叫RIP
    通常叫做IP,IP始终指向要执行的代码CS(Code Segment)
    从程序员角度来看,
    Memory holds instructions and data
    CPU interpreter of instructions
    
    0x02CPU识别什么样的指令
    API:程序员与计算机的接口界面
    ABI:程序与CPU的接口界面
    

    2.32位X86汇编基础

    这个小节,理解几种寄存器,几种寻址方式

    0x01 通用寄存器
    寄存器 描述
    AX,EAX 累加器(Accumulator)
    BX,EBX 基地址寄存器(Base Register)
    CX,ECX 计数寄存器(Count Register)
    DX,EDX 数据寄存器(Data Register)
    EBP 堆栈基指针(Base Pointer)
    ESI 变址寄存器(Index Register)
    EDI 变址寄存器(Index Register)
    ESP 堆栈顶指针(Stack Pointer)
    0x02 段寄存器
    寄存器 描述
    CS 代码段寄存器(Code Segment Register)
    DS 数据段寄存器(Data Segment Register)
    ES 附加段寄存器(Extra Segment Register)
    SS 堆栈段寄存器(Stack Segment Register)
    FS 附加段寄存器(Extra Segment Register)
    GS 附加段寄存器(Extra Segment Register)
    0x03 几种寻址方式
    movl %eax, %edx     // edx = eax;                 寄存器寻址(register mode)
    movl $0x123, %edx   // edx = 0x123;               立即数(immediate)
    movl 0x123, %edx    // edx = *(int32_t*)0x123;    直接寻址(direct)
    movl (%ebx), %edx   // edx = *(int32_t*)ebx;      间接寻址(indirect)
    movl 4(%ebx), %edx  // edx = *(int32_t*)(ebx+4);  基址寻址(displaced)
    

    3.反汇编一个简单的C程序

    这是一个实验,实验楼有提供环境
    https://www.shiyanlou.com/courses/195/labs/555/document
    反汇编一段代码,然后分析其汇编代码

    0x01 编译下面这段代码
    int g(int x)
    {
      return x + 3;
    }
    
    int f(int x)
    {
      return g(x);
    }
    
    int main(void)
    {
      return f(8) + 1;
    }
    

    将这段代码保存成main.c,用如下命令来进行编译
    gcc –S –o main.s main.c -m32
    命令执行完后,生成main.s这个汇编文件

    0x02 分析汇编代码
    # 分析前先了解如下几个指令
    pushl %eax
    subl $4, %esp
    movl %eax, (%esp)
    
    popl %eax
    movl (%esp), %eax
    addl $4, %esp
    
    call 0x12345
    pushl %eip(*)
    movl $0x12345, %eip(*)
    
    ret
    popl %eip(*)
    
    enter
    pushl %ebp
    movl %esp, %ebp
    
    leave
    movl %ebp, %esp
    popl %ebp
    
    # 用(*)标注的寄存器,说明该寄存器不能被程序员直接修改,必须通过特定的指令才能使其改变
    

    下图是main.s


    main.s

    下面是对这段代码的堆栈的分析


    堆栈分析

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