GetChar() на языке ассемблера

Question

Это простая программа С:

#include <stdio.h> 

int main(){ 
    getchar(); 
    return 0; 
} 

и это является выходом GCC команды "GCC prog.c -S":

.file "prog.c" 
    .text 
    .globl main 
    .type main, @function 
main: 
.LFB0: 
    .cfi_startproc 
    pushl %ebp 
    .cfi_def_cfa_offset 8 
    .cfi_offset 5, -8 
    movl %esp, %ebp 
    .cfi_def_cfa_register 5 
    andl $-16, %esp 
    call getchar 
    movl $0, %eax 
    leave 
    .cfi_restore 5 
    .cfi_def_cfa 4, 4 
    ret 
    .cfi_endproc 
.LFE0: 
    .size main, .-main 
    .ident "GCC: (Debian 4.8.2-1) 4.8.2" 
    .section .note.GNU-stack,"",@progbits 

В «Основной «есть вызов функции« getchar ». Можно ли увидеть код (в сборке, конечно) этой функции?

В частности, я бы понял механизм прерывания клавиатуры за «getchar()».

Answer 1

Если вы хотите получить ASM, вы можете просто попросить gdb загрузить вашу программу на C и разобрать getchar для вас. Это дало бы что-то вроде этого (на моей системе):

$ gdb /bin/cat 
(gdb) run 
Starting program: /bin/cat 
^C 
Program received signal SIGINT, Interrupt. 
0x00007ffff7b0c5c0 in __read_nocancel() at ../sysdeps/unix/syscall-template.S:81 
(gdb) disas getchar 
Dump of assembler code for function getchar: 
    0x00007ffff7aa4b30 <+0>:  push %rbx 
    0x00007ffff7aa4b31 <+1>:  mov 0x332be0(%rip),%rbx  # 0x7ffff7dd7718 <stdin> 
    0x00007ffff7aa4b38 <+8>:  mov (%rbx),%eax 
    0x00007ffff7aa4b3a <+10>: mov %rbx,%rdi 
    0x00007ffff7aa4b3d <+13>: and $0x8000,%eax 
    0x00007ffff7aa4b42 <+18>: jne 0x7ffff7aa4b9e <getchar+110> 
    0x00007ffff7aa4b44 <+20>: mov 0x88(%rbx),%rdx 
    0x00007ffff7aa4b4b <+27>: mov %fs:0x10,%r8 
    0x00007ffff7aa4b54 <+36>: cmp 0x8(%rdx),%r8 
    0x00007ffff7aa4b58 <+40>: je  0x7ffff7aa4bf0 <getchar+192> 
    0x00007ffff7aa4b5e <+46>: mov $0x1,%esi 
    0x00007ffff7aa4b63 <+51>: cmpl $0x0,0x336c6a(%rip)  # 0x7ffff7ddb7d4 <__libc_multiple_threads> 
    0x00007ffff7aa4b6a <+58>: je  0x7ffff7aa4b78 <getchar+72> 
    0x00007ffff7aa4b6c <+60>: lock cmpxchg %esi,(%rdx) 
    0x00007ffff7aa4b70 <+64>: jne 0x7ffff7aa4c41 <_L_lock_30> 
    0x00007ffff7aa4b76 <+70>: jmp 0x7ffff7aa4b81 <getchar+81> 
    0x00007ffff7aa4b78 <+72>: cmpxchg %esi,(%rdx) 
    0x00007ffff7aa4b7b <+75>: jne 0x7ffff7aa4c41 <_L_lock_30> 
    0x00007ffff7aa4b81 <+81>: mov 0x88(%rbx),%rax 
    0x00007ffff7aa4b88 <+88>: mov 0x88(%rbx),%rdx 
    0x00007ffff7aa4b8f <+95>: mov 0x332b82(%rip),%rdi  # 0x7ffff7dd7718 <stdin> 
    0x00007ffff7aa4b96 <+102>: mov %r8,0x8(%rax) 
    0x00007ffff7aa4b9a <+106>: addl $0x1,0x4(%rdx) 
    0x00007ffff7aa4b9e <+110>: mov 0x8(%rdi),%rax 
    0x00007ffff7aa4ba2 <+114>: cmp 0x10(%rdi),%rax 
    0x00007ffff7aa4ba6 <+118>: jae 0x7ffff7aa4bf5 <getchar+197> 
    0x00007ffff7aa4ba8 <+120>: lea 0x1(%rax),%rdx 
    0x00007ffff7aa4bac <+124>: mov %rdx,0x8(%rdi) 
    0x00007ffff7aa4bb0 <+128>: movzbl (%rax),%edx 
    0x00007ffff7aa4bb3 <+131>: testl $0x8000,(%rbx) 
    0x00007ffff7aa4bb9 <+137>: jne 0x7ffff7aa4be4 <getchar+180> 
    0x00007ffff7aa4bbb <+139>: mov 0x88(%rbx),%rsi 
    0x00007ffff7aa4bc2 <+146>: subl $0x1,0x4(%rsi) 
    0x00007ffff7aa4bc6 <+150>: jne 0x7ffff7aa4be4 <getchar+180> 
    0x00007ffff7aa4bc8 <+152>: movq $0x0,0x8(%rsi) 
    0x00007ffff7aa4bd0 <+160>: cmpl $0x0,0x336bfd(%rip)  # 0x7ffff7ddb7d4 <__libc_multiple_threads> 
    0x00007ffff7aa4bd7 <+167>: je  0x7ffff7aa4be0 <getchar+176> 
    0x00007ffff7aa4bd9 <+169>: lock decl (%rsi) 
    0x00007ffff7aa4bdc <+172>: jne 0x7ffff7aa4c5c <_L_unlock_79> 
    0x00007ffff7aa4bde <+174>: jmp 0x7ffff7aa4be4 <getchar+180> 
    0x00007ffff7aa4be0 <+176>: decl (%rsi) 
    0x00007ffff7aa4be2 <+178>: jne 0x7ffff7aa4c5c <_L_unlock_79> 
    0x00007ffff7aa4be4 <+180>: mov %edx,%eax 
    0x00007ffff7aa4be6 <+182>: pop %rbx 
    0x00007ffff7aa4be7 <+183>: retq 
    0x00007ffff7aa4be8 <+184>: nopl 0x0(%rax,%rax,1) 
    0x00007ffff7aa4bf0 <+192>: mov %rbx,%rdi 
    0x00007ffff7aa4bf3 <+195>: jmp 0x7ffff7aa4b9a <getchar+106> 
    0x00007ffff7aa4bf5 <+197>: callq 0x7ffff7aa9060 <__GI___uflow> 
    0x00007ffff7aa4bfa <+202>: mov %eax,%edx 
    0x00007ffff7aa4bfc <+204>: jmp 0x7ffff7aa4bb3 <getchar+131> 
    0x00007ffff7aa4bfe <+206>: testl $0x8000,(%rbx) 
    0x00007ffff7aa4c04 <+212>: mov %rax,%rsi 
    0x00007ffff7aa4c07 <+215>: jne 0x7ffff7aa4c39 <getchar+265> 
    0x00007ffff7aa4c09 <+217>: mov 0x88(%rbx),%rdx 
    0x00007ffff7aa4c10 <+224>: mov 0x4(%rdx),%eax 
    0x00007ffff7aa4c13 <+227>: lea -0x1(%rax),%ecx 
    0x00007ffff7aa4c16 <+230>: test %ecx,%ecx 
    0x00007ffff7aa4c18 <+232>: mov %ecx,0x4(%rdx) 
    0x00007ffff7aa4c1b <+235>: jne 0x7ffff7aa4c39 <getchar+265> 
    0x00007ffff7aa4c1d <+237>: movq $0x0,0x8(%rdx) 
    0x00007ffff7aa4c25 <+245>: cmpl $0x0,0x336ba8(%rip)  # 0x7ffff7ddb7d4 <__libc_multiple_threads> 
    0x00007ffff7aa4c2c <+252>: je  0x7ffff7aa4c35 <getchar+261> 
    0x00007ffff7aa4c2e <+254>: lock decl (%rdx) 
    0x00007ffff7aa4c31 <+257>: jne 0x7ffff7aa4c77 <_L_unlock_150> 
    0x00007ffff7aa4c33 <+259>: jmp 0x7ffff7aa4c39 <getchar+265> 
    0x00007ffff7aa4c35 <+261>: decl (%rdx) 
    0x00007ffff7aa4c37 <+263>: jne 0x7ffff7aa4c77 <_L_unlock_150> 
    0x00007ffff7aa4c39 <+265>: mov %rsi,%rdi 
    0x00007ffff7aa4c3c <+268>: callq 0x7ffff7a54d50 <_Unwind_Resume> 
End of assembler dump. 

Вы также можете посмотреть непосредственно на the source of your libc, чтобы увидеть, как реализуется GetChar, однако это даст вам (возможно, иногда загадочно) код C.

Answer 2

getchar() реализация живет в libc.so - стандартная реализация библиотеки C в вашей системе (применяется к Unix-подобным системам), поэтому вам необходимо применить дизассемблер к этому файлу библиотеки.

Самый простой способ сделать это состоит в использовании gdb отладчик (опять же, Unix-специфический):

1. Compile и ссылку программу с libc.so:

   $ gcc -o prog prog.c 
   

2. отлаживать:

   $ gdb prog 
   

3. Запустите программу таким образом, будет заполняться PLT таблицы libc.so и немедленно остановить его с Ctrl + C:

   ... 
   (gdb) r 
   ^C 
   

4. Применить disas субкоманду gdb на getchar():

   (gdb) disas getchar 
   

5. Получайте удовольствие, читая низкоуровневую сборку

---

В частности, я хотел бы понять механизм клавиатуры прерывают за "GetChar()".

Нет, вы этого не сделаете.Есть несколько слоев между getchar() и аппаратной клавиатурой прерываниями в основном реализованы на ядре Linux:

• Стандартная библиотека C
• системные вызовы - дверь из пространства пользователя в ОС с ядром
• терминал подсистемы или труб
• подсистема ввода
драйвера
• (опционально) USB, включая usbhid или usbkbd
• основного ядра, в том числе IRQ инфраструктуры

Чтение всех этих источников при разборке займет годы. Вам нужно посмотреть на архитектуру сверху.

Answer 3

здесь исходный код для GetChar(), в С.

вы можете скомпилировать его, попросив для промежуточного .asm файла , чтобы приобрести то, что вы хотите.

/* Copyright (C) 1993-2015 Free Software Foundation, Inc. 
2 This file is part of the GNU C Library. 
3 
4 The GNU C Library is free software; you can redistribute it and/or 
5 modify it under the terms of the GNU Lesser General Public 
6 License as published by the Free Software Foundation; either 
7 version 2.1 of the License, or (at your option) any later version. 
8 
9 The GNU C Library is distributed in the hope that it will be useful, 
10 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of 
11 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU 
12 Lesser General Public License for more details. 
13 
14 You should have received a copy of the GNU Lesser General Public 
15 License along with the GNU C Library; if not, see 
16 <http://www.gnu.org/licenses/>. 
17 
18 As a special exception, if you link the code in this file with 
19 files compiled with a GNU compiler to produce an executable, 
20 that does not cause the resulting executable to be covered by 
21 the GNU Lesser General Public License. This exception does not 
22 however invalidate any other reasons why the executable file 
23 might be covered by the GNU Lesser General Public License. 
24 This exception applies to code released by its copyright holders 
25 in files containing the exception. */ 
26 
27 #include "libioP.h" 
28 #include "stdio.h" 
29 
30 #undef getchar 
31 
32 int 
33 getchar (void) 
34 { 
35 int result; 
36 _IO_acquire_lock (_IO_stdin); 
37 result = _IO_getc_unlocked (_IO_stdin); 
38 _IO_release_lock (_IO_stdin); 
39 return result; 
40 } 
41 
42 #if defined weak_alias && !defined _IO_MTSAFE_IO 
43 #undef getchar_unlocked 
44 weak_alias (getchar, getchar_unlocked) 
45 #endif