《linux内核分析》第一次课 实验作业

解释main.c的汇编码的堆栈变化

实验截图如下图所示：

下面从main函数开始进行分析（三个可变数值从上到下分别为4,7,4）：

不妨假设一开始为空栈，初始位置为0，ebp=esp，以下用行号进行标记

18：esp指向位置（1），位置（1）的值为esp的地址

19：使ebp指向与esp相同的地址（位置1）

20：esp指向位置（2）

21：位置（2）的值为7

22：调用f函数（标号）：esp指向位置（3），位置（3）的值为eip的地址，将f的地址放到eip中

09：esp指向位置（4），位置（4）的值为ebp的地址

10：使ebp指向与esp相同的地址（位置4）

11：esp指向位置（5）

12：将ebp上移两个位置（位置2）的地址作为eax的地址，eax=7

13：使esp所在位置（位置5）的值为eax的地址

14：调用g函数：esp指向位置（6），位置（6）的值为eip的地址，将g的地址放到eip中

02：esp指向位置（7），位置（7）的值为ebp的地址

03：使ebp指向与esp相同的地址（位置7）

04：将ebp上移两个位置（位置5）的地址作为eax的地址，eax=7

05：eax的值加上4，eax=11

06：ebp指向位置（4），esp指向位置（6）

07：eip重新指向行号15

15：esp指向ebp的地址（位置4），ebp指向位置（1），esp指向位置（3）

16：eip重新指向行号23

23：eax的值加上4，eax=15

24：esp指向ebp的地址（位置1），ebp指向位置（0），esp指向位置（0）

25：eip重新指向main函数调用前中断的地址，运行其他指令

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计算机是如何工作的：

1. 采用冯诺依曼体系结构，CPU通过总线与内存连接，CPU中有IP负责执行语句并移动至下一个指令，内存中存放着具体指令和数据。

2. 寄存器分为通用寄存器和段寄存器，通用寄存器负责记录累加值、基地址、堆栈基地址与顶地址、变址、计数值等，段寄存器负责记录代码段、数据段、附加段和堆栈段。

3. IP指向代码段寄存器，随着逐条执行IP，代码段寄存器（CS）中的指令被一一执行，而CS也可以影响IP的指向，从而更改执行的流程，组成复杂的控制结构。

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c语言文件是如何被编译为汇编语言的：

1. 进入函数

2. 调用子函数，用eax收集函数返回值

3. 执行子函数，将返回值赋值到eax

4. 退出函数

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汇编语言与堆栈的关系：

1. enter：在堆栈中记录当前ebp的地址，并将esp的地址下移一位作为函数的私有栈

2. call：将eip按顺序应该执行的地址压栈，并将子函数的地址赋值给eip，从而执行子函数

3. leave：enter的逆动作，将esp的地址赋值为ebp的上一位，并将ebp指向母函数的栈底，表示退出该栈（栈中信息将在下次使用时覆盖）

4. ret：将eip重新定向到当前的栈的地址

其中call和ret成对使用（call在母函数，ret在子函数），enter和leave成对使用（都在同一函数中）

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潘聪 原创作品转载请注明出处 《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000