• 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_1phase_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

    image-20220112193901217

    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1
    • je:相当于jz,看ZF标志位,当ZF为1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:

    image-20220113215757789

    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:

    image-20220113224428945

    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

    image-20220113235123645

      # 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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