阿男的小窝

View the Project on GitHub

配置基于容器的的汇编环境

使用dockeralpine image来做汇编的开发实验环境是很方便的,因为docker默认提供的是一个x86-64架构的Linux kernel,所以用来编译运行64bit的汇编代码十分方便。本文介绍使用方法。首先是从docker hub上面把alpine linux这个image给pull下来,然后运行sh

$ docker run -it alpine sh

命令执行过程以及结果:

可以看到我们下载了alpine并且创建了容器,并在容器内部运行了sh。之所以要使用alpine这个linux发行版,是因为它非常小,只有5.53mb

进入到alpine linux里面以后,把vimyasm安装好:

$ apk add vim yasm

下面是安装过程:

其中,vim是常用的文本编辑器,yasm是编译汇编代码的工具。此外,我们还要安装gcc

$ apk add gcc

安装gcc的目的是为了把汇编与c相关的工具集都安装好。gcc的工具包比较大,所以下载安装过程需要耐心等待:

以上是环境的准备过程,接下来我们写一段汇编代码试试看:

global _start
_start:
  mov eax, 1
  mov ebx, 5
  int 0x80

上面的汇编代码就是简单地执行syscall(通过调用0x80中断)的exit,然后返回值设定为5。我们把它保存为foo.asm,然后编译:

$ yasm -f elf64 -g dwarf2 -l foo.lst foo.asm

编译完成后会生成.lst.o文件;

$ ls
foo.asm  foo.lst  foo.o

其中lst为符号文件:

$ cat foo.lst
     1                                 %line 1+1 foo.asm
     2                                 _start:
     3 00000000 B801000000              mov eax, 1
     4 00000005 BB05000000              mov ebx, 5
     5 0000000A CD80                    int 0x80

如上所示,lst文件标注了汇编代码对应的机器码和内存的offset,这个文件是给人看的,也可以不生成。所谓内存offset,就是代码的相对地址,而不是绝对地址。绝对地址要在代码被link成可执行代码后,由linker负责分配。linux下的linker一般是ld这个命令,我们来使用它把.o文件给链接成可执行代码;

$ ld -o foo foo.o

此时我们就得到了foo这个可执行文件。此时运行foo,并查看它的返回值:

可以看到程序的返回值为5。此时我们使用objdump命令查看生成的可执行文件的汇编代码:

$ objdump -Mintel -d foo

在上面的命令当中,-Mintel是让objdump显示intel格式的汇编代码,默认是at&t格式的汇编代码,个人习惯看intel格式的。然后-d选项是显示程序的汇编代码。它和大写-D选项的区别如下:

-d, --disassemble        Display assembler contents of executable sections
-D, --disassemble-all    Display assembler contents of all sections

可以看到,-d只显示主程序的sections的汇编代码,而-D显示所有的sections的代码,包括debug信息等等一大堆sections。下面是objdump的执行结果:

可以看到,编译后的代码的.text程序段,它的汇编代码基本就是我们手写的汇编代码,只不过是程序的内存地址被分配好了逻辑地址,这就是linker帮我们做的。比较一下.lst文件里的机器码和内存地址offset:

可以看到机器码完全一致,然后内存地址的offset关系一致,只不过编译链接后的代码的地址变成了process的逻辑地址。此外,我们可以看到直接手写的汇编代码,编译出来的代码量非常小,几乎就是对应我们手写的汇编代码。而c编译出来的代码,汇编指令会复杂很多,因为它包含了标准c库的很多接口指令,而且是c语言标准库libc负责接管跟linux kernel打交道,而不是像我们这样使用int 0x80的kernel system call直接调用内核接口。

以上就是对基于容器的汇编环境的使用介绍。接下来回过头讲讲这个容器。我们一开始是用docker run指令下载了alpine的image并且创建了一个容器并执行。但是我们后续希望继续使用这个容器,而不是再用run命令创建一个新的容器。所以后续再启动这个容器的时候,就要用docker start命令。首先是查看这个容器的id

$ docker ps -a

下面是执行结果:

可以看到这个容器的idc27a1e74e773,容器的名字为sleepy_wu。我们可以使用容器的id或者name来启动或停止这个容器。比如停止这个容器:

$ docker stop sleepy_wu

启动这个容器:

$ docker start sleepy_wu

启动这个容器以后,使用exec命令登录进这个容器的终端:

$ docker exec -it sleepy_wu sh

以上这些命令的执行全过程如下:

以上就是初步需要掌握的一些知识点。