1、通过汇编一个简单的C程序，分析汇编代码理解计算机是如何工作的
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姓名：周毅
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《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000
一、基础知识
1、计算机一条一条的执行指令；
2、寄存器%EIP总是存着下一条指令所在内存的地址；
3、本课程用到的3个寄存器（32位）：
%eax：默认“累加器”，也是一个通用寄存器，往往也是存储函数返回值的寄存器。
%esp：“基址指针”，一般作为一个函数的框架指针；
%ebp：堆栈指针，典型的用法是配合push和pop汇编指令间接改变自身，%ebp就是栈顶指针；
4、本课程用到的汇编指令：
movl A,B 将A赋值给B，其中A可为寄存器、立即数、内存地址、对应内存地址中的内存等，B可为寄存器、对应内存地址指向的空间；
addl A,B B=A+B
subl A,B B=B-A
push和pop指令：
push A 将A入栈，栈顶指针esp减4然后存入栈顶
pop A esp地址内容出栈赋值给A，esp加4
在函数开头处经常见到如下汇编指令：
其含义表明将上一个函数的框架指针%ebp入栈，然后将当前栈顶指针%esp作为当前函数的框架指针。
leave指令：
leave等价于：
movl %ebp,%esp
popl %ebp
在ret指令之前，作为恢复返回函数的基址和栈顶指针状态。
call和ret指令：
call A A为函数名或地址，表示执行A函数或执行A地址的命令；
ret 返回执行调用当前函数指令的下一条指令；
call和ret成套使用，如同C语言的调用和返回，图中右边可以看成左边call和ret的伪汇编执行（实际%eip是无法直接访问的）。
5、本课程需要用到的linux命令
得到C语言code.c的汇编代码code.s：
gcc -S -o code.s code.c
得到C语言code.c的可执行程序code，-g将代码信息编译到可执行文件中方便gdb调试：
gcc -o code code.c -g
gdb调试：
gdb code 调试可执行程序code
(gdb) r 运行到下一个断点处
(gdb) b 8 行号8设置断点
(gdb) b main main函数名设置断点
(gdb) b *0x8048333 在内存0x8048333处设置断点
(gdb) s 执行下一条语句（若调用函数则进入函数）
(gdb) n 执行下一条语句，调用函数当做一条语句
(gdb) p i 输出变量i的值
(gdb) i r 输出所有寄存器的值
(gdb) q 退出
二、实验
1、创建文件code.c，然后写入如下C代码：
2、得到对应汇编指令文件code.s：
3、打开code.s：
4、去掉.开头的行：
5、汇编代码分析：
6、结果验证（查看寄存器里的值）：
odjdump -d code得到code的汇编代码（因为实验楼环境为64位，所以寄存器为%r开头）
使用gdb调试，我们在main函数的返回指令0x400525处设置断点，这时查看%rax的值发现为13，与分析结果一致。
6、结果验证（直接C语言调试）：
修改源代码如下：
gdb调试，b 12在12行设置断点，r运行发现12行a=f(9)+1正要执行，n执行这条指令，p a输出a的值为13，符合分析结果。
三、总结
这次实验用到了gcc和gdb的常用命令，涉及到汇编及其指令执行时内存和寄存器的变化。
通过这次实验，了解了计算机执行程序时的内部原理：
1、每条指令执行时，先从eip取指令地址，然后从内存地址处取指令执行；
2、eip总是存下一条指令（取指后eip自动指向下条指令地址）；
3、eip不能直接修改，只能通过转跳指令call,ret,jmp等间接修改eip，即下条指令的执行地址；
4、call指令执行时，计算机先将下条指令地址eip存入栈中，然后改变eip地址为需要执行的地址；
5、ret指令执行时，计算机出栈恢复执行call时的下条指令地址至eip，执行下条指令相当于返回执行，所以call,ret总是成对的；
6、ebp往往作为一个函数的基地址，esp作为栈顶地址，所以函数开始往往有push %ebp,mov %esp,%ebp两条指令；
7、leave与第6条相对，往往在ret前出现，相当于pop %ebp,mov %ebp,%esp两条指令，恢复调用前的基址和栈顶指针。