重构/复习

Part1 c++是如何工作的

Include 找到一个文件拷贝到现在这个文件里（在编译前）

Main这个函数比较特殊，没有返回值时，默认返回0，仅限此函数

<<重载运算符，也是类似一个函数，也有参数
例如std::cout<<”666”<<std::endl里面的666就是参数
或者另一层含义是把字符串666推（push）到cout流中，再打印到终端，再推送一个行结束符

Cin.get()是等我们按下enter键在前往下一条命令前等待，这时程序暂停执行，直到按下回车就继续执行

怎么把它转换成一个二进制文件？

【1】预处理。（其实也算是编译的一部分）编译器先处理include（预处理语句），把需要的文件copy进来，你就可以使用这些文件包含的内容了

【2】编译。预处理完就开始编译了，转化为实际机械代码
1.此时你可以根据你的编译器选择多种编译模式或规则（rules），例如debug模式（会更慢，因为很多优化被关掉了，但好处是可以调试代码），release模式（），编译目标平台x86（代表编译成windows32位），x64，安卓的目标平台等等
2.头文件不会被编译，cpp被编译，因为预处理时头文件内容已经含进来了，cpp被编译的时候放进来的文件一起被编译了
3.每个cpp都被编译成一个目标文件（object file）.obj，对于每一个c++文件，都会生成一个obj。

【3】链接。把cpp和obj合成一个可执行文件，则需要link，也就是链接（将所有的obj粘文件合在一起成为一个exe文件）
1.单独编译文件时，并未link。Build时，linker会找到正确的各个文件，将其下的内容如函数定义等导入到log函数里，找不到定义就会出现link error（看起来挺吓人的…）

为了保证代码干净整洁，可以把函数装载到其他文件

因为c++中任何符号都需要声明，函数也一样，所以各子文件尽量也要包含头文件，main文件中也要声明函数

（声明的意思是这个东西是存在的，不一定要有具体内容。如void log（。。。）；这也是函数签名，这样告诉它有这个函数/东西。至于待会要用的时候再找（link等等）。定义的意思是这个东西到底是什么，是怎么样的。就像void log（。。。）{。。。。}）

Part2 c++编译器是如何工作的

获取源文件并输出一个obj文件（包含机器代码以及其他我们定义的常数数据）
C++与java不同，命名不被严格规定，文件只是提供给编译器源代码的一种方式，而其后缀就是告诉编译器该怎么处理这个文件

翻译单元
一个cpp文件不一定要等于一个翻译单元，当制作大型项目时，很多cpp文件合在一起也可以称作一个翻译单元

编译的第一阶段
预处理

编译器遍历预处理语句并对其进行处理，如include，define，if，pragma。。。

#include，编译器打开那个文件，阅读他的所有内容，再粘贴到你写的文件里include相应的位置。所以，它不一定要放在头部，也可穿插在代码行中，仅仅是粘贴内容后再编译没问题就行了。

#define则是搜索后面的那个东西，将它出现的地方替换为末尾那个内容
例如#define INTER int，对的然后之后的INTER都会被替换为”int“字符，再编译

#if 1，意思是if为真，0就为假，相当于被禁用，再在结尾加个#endif就可以使用。

Obj内部是二进制形式，你也可以转换成汇编代码去看。

汇编里函数跟着的一大串随机字符是它的签名，用于唯一定位。

当然优化时也会自动删除无用的函数，追求speed。

Part3 c++链接器是如何工作的

从源文件转化为可执行文件，第一阶段是编译源文件，第二阶段就是链接，其主要焦点是找到每个符号和函数在哪里，再把它们连接起来。它也将拉进我们可能用到的其他库，像是c运行时库，c++标准库，平台api等等。
有静态链接和动态链接，不过留到其他篇目再讲。

但记住，每个文件被编译成一个单独的目标文件，一个翻译单元，他们之间没有关系，不能交互。即使没有其他文件，库通常会在main函数设置入口，（你也可以自定义入口点）进行链接，换句话说应用就是从这里开始run的。

Vs里
C开头的错误代码表示错误出现在编译阶段
Lnk开头的错误代码则表示错误出现在link阶段

Link阶段，主文件调用了函数，即使它没有被实际使用，也会检错
但当你在其调用前写下static这个词（静态），意味着这个东西只被声明在这个翻译单元中，它对其他的obj文件都不可见。若它在此文件没有被实际调用，将不会得到任何link错误，但他被调用时自然会检错

出现多个一样的函数时，link也会告诉你它不知道要链哪个，所以注意使用

类似static，在前面加一个Inline（内联）的意思是：建议编译器在调用函数的时候直接展开函数体→获取实际函数体并将函数调用替换为函数体，其实是重复调用函数转为重复调用代码，算是节省栈内存的重复消耗

Push的时候是立即数就永远-4
Push 寄存器时，al（八位），不行
Push ax（16位） 可以，会-2
Push32位寄存器/容器，会-4
也可以push一块内存（dword），把这内存的值push到目标位置（同样-4）
Push word，则-2
Push的是跟容器的宽度一样的，同样内存也不能push八位

Pop同理无8位，按照宽度pop，ax就+2…..

堆栈平衡

Pushad指令
把8个通用寄存器的值存到内存（堆栈）去了
Popad指令
把刚刚pushad的值又放回去了（你用pushad折腾完了想恢复原来的模样就popad一下）

所需知识

PE结构

下断点
Bp xxx→让xxx一执行的时候就断下来，下断点了

Win32 Api

什么是函数调用

熟悉堆栈，画堆栈图
栈顶最开始存储的是调用这个函数的时候函数的返回地址，follow过去看call的位置，看函数在哪调用的

Call jcc 标志寄存器
Je看0/1，0就没跳
Cmp （compare比较）
Jcc指令由标志寄存器控制，JE→由Z控制，改后面的0/1就可以控制是否运行
或直接把je改成jmp保存就跳到那边比较方便

标志寄存器（EFL）

标色的位无法控制是默认的
研究这种先确定宽度
ELF一般都给你拆好了，但自己也要会看
Eg：ELF是202，→0010 0000 0010，你看这里的CF对应最后一个位，0.然后倒二个是默认的1，P位是0，P后面一位默认0…..

1.进位标志寄存器CF（对应整个标志寄存器最后一个值）C
C看的是最高位有没有进位，不是数据的最低位！！！
然后再看最高位是否产生进位借位，最高位由数据宽度决定。
Eg：
对于55550000
mov al，0xFF
Add al，1
然后此时C会从0变成1，放C那边了，因为al是8位，此时并没有改变到原本值的数字！对应寄存器还是显示55550000（所以要说确定数据宽度）

2.奇偶标志寄存器PF
用来反映结果里（转成二进制后）1的个数，也就是1的个数的奇偶性，1为偶数个就是1，奇数个就是0

3.辅助进位标志AF
32位宽转换到16进制，如FFFFFFFF，它看什么，此时看FFFFFFFF标注的那一位是否向前进位，若进则变为1
16位时候，FFFF；8位时候，FF

4.零标志ZF
用来反映运算结果是否为0，它变成1则表示你的计算结果是0！！
Mov这种就不算运算了，不改寄存器！！
Xor，sub
清零可以xor自己！且影响标志位Z

5.符号标志SF
反映运算结果的符号位，运算结果与最高位相同（二进制，对应宽度最高位）

6.溢出标志OF
同样是以自己角度定义，所以加出来值不会变，变得是我们看待它的方式
C位溢出
做无符号运算时最应该关注的寄存器是C！因为此运算主要改变的是C，所以我们看c相当于看无符号有没有溢出，以此为标志，以下同理
O位溢出
有符号运算就看OF这个寄存器

在这种表达下，一个正数加一个负数永远不会溢出！！
正正相加结果负数/负负相加结果正数 则溢出！
此时OF是1

C O都溢出也有可能。

指令

ADC（carry）指令：带进位加法
两边不能同时内存，且宽度要一样

SBB（borrow）：带借位减法
同上

XCHG：交换数据
同上，且不能是立即数

MOVS：移动数据，内存-内存，前后宽一样
后面值取相应位到前面，可写为movsd，代表一次四字节，以此类比其他
注意，移完栈top/base会各加相应4或2等等，取决于字节

方向位寄存器DF（direction）
0则加（正方向）改变地址栈针这样
1则减（负方向）

STOS：将AL/AX/EAX的值存到[EDI]指定的内存单元
一定要写ES:[EDI]
向EDI存多少，由前面要求的字，字节等决定，EDI的增长方向由D决定

REP（repeat，重复）：按计数寄存器ECX中指定的次数重复执行后面写的指令（注意是十六进制的数字，记得换算，例如10是16）

补充：CF借位，最高位进行借位，则其值为1.

PF，以1的奇偶个数来取0或1，看的是最低有效字节！！！即为只检验最后一字节的奇偶
OF，有符号的溢出。符号位有进位，则1。最高有效位（紧挨符号位那个），有进位，则0；
以上两个的xor为OF值

想要改变cpu的行为，修改EIP寄存器（决定cpu下一行执行的代码/存储地址）

Mov不可以改变eip，但可利用jmp改变eip！（没有附加条件）Jmp没法跳转！！唯一的作用就是修改eip！！！
本质是Cpu走的时候根据eip的值决定去哪里

哪些代码可以修改eip？

Jmp（无条件直接走）
Jmp寄存器/立即数

Call指令（出去旅游）
记得下断点
Mov eip，同时也修改了ESP！把call下一行指令的地址（call地址加5（字节））压到栈里（返回地址）。Eip检查/堆栈检查，调用程序时以及把返回地址压到堆栈里去了，检查就是检查返回地址是不是允许的那个值。

Ret（return旅游回家）
Call与ret成对出现。
ret相当于pop eip（同样也不允许使用这个指令）

比较指令

Cmp指令
用于比较两个数是否相等，第一个数是否比第二个数大，当s被更改时，则第一个数一定比第二个数小（因为最高位被更改了，即为溢出）
Cmp r/m，r/m/imm
不能同时为内存/宽度要一样
当使用时，只改变标志寄存器的值
实质是相减来比较，相当于sub，但不改变寄存器的值，只更改标志寄存器。

Test指令
一定程度上与cmp类似，两个目标进行AND操作，结果不保存（不更改除了标志寄存器外的东西）
常见用法：判断某个寄存器是否为空（全0），test eax，eax
因为只要存在一位不为0，那么计算结果不为0
可影响P（最后一个有效字节）…这个情景下主要还是看Z（是否为0）

Jcc 注意有符号无符号和怎么跳的
不影响值，不影响堆栈，只影响eip，与jmp区别在于他加了跳转条件
不管上面指令是什么，它不认识，只要现在标志寄存器符合条件就跳！

JE/JZ，选其一，二者一样。jmp equal和jmp zero，意思为结果为零ZF=1时跳转

JNE/JNZ，jmp not equals/jmp not zero，ZF=0时候跳转（就是结果不为0）

JS，只要SF为1就跳（结果为负时跳转）

JNS同理,SF=0则跳转

JP/JPE，PF=1时跳（结果中1的个数为偶数）

JNP/JPO,PF=0

JO，OF=1,结果溢出了则跳转
JNO，结果非溢出跳转OF=0

JB/JNAE小于时跳转CF=1

JNB/JAE 大于等于CF=0

JBE/JAE小于等于CF=1/ZF=1

JNBE/JA，大于则跳转（无符号数），CF=0&&ZF=0

JL/JNGE小于则跳转（有符号数）SF!=OF

JNL/JGE大于等于则跳转（有符号数）SF=OF

JLE/JNG小于则跳转（有符号数）ZF=1/SF!=OF

JNLB/JG大于则跳转（有符号数）ZF=0&&SF=OF

b小于
Nlb不小于也不等于
G是大于的意思

一.通用寄存器（32位计算机）

ps：eip显示的是当前程序运行处

其它寄存器主要用途在此先不做介绍

为何分出不同位？
减小不必要的损耗，8位能表示的就不必用32位表示。

寄存器结构

二.常用汇编指令

r代表寄存器，m代表相应内存空间,imm代表相应位的立即数（一般16进制）

说几位就几位，不够会补0，溢出会覆盖等等

数溢出时，只从最低位开始存，多余被去除

1.mov

实质：操作码+操作数

目标操作数：立即数，通用寄存器，段寄存器等等源操作数：同上在不搞小动作的情况下，操作数的宽度一般要一样，源操作数和目标操作数不为同一单元

用法：

mov 目标操作数，源操作数

语法：

目标操作数可为：        1.r/m8(16,32),r8(16,32)      2.r8(16,32),r/m8(16,32)    3.r8(16,32),imm8(16,32)

2.add

3.sub

4.and

5.or

6.xor

7.not

三.内存

简要介绍

1.内存格式

2.读写内存

3.内存寻址

一.数据宽度

4位→可表示1位16进制0至F，以此类推。
8位→2位16,00至FF
16位→4位16,0000至FFFF
32位→8位16,00000000至FFFFFFFF

人为定义有/无符号

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
每个数怎么表示是可以定义来的，如顺序定义为0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15或补码定义0 1 2 3 4 5 6 7 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1此处不做详解

”1开头为负数“的理解则代表后半部分能表示的数以一开头，而刚好此部分全被定义为负数。

简单了解计量单位

二.逻辑运算

以4位为例

1.计算2+3

容器：
X：0010(2)
Y：0011(3)

对每位:
0010
^0011
0001
R：0001

进位:
0010
&0011
0010
同时0010<<1==0100(左移1位)
此时0100！=0000，所以继续运算

R→X:0001
Y:0100

对每位:
0001
^0100
0101
R：0101

进位:
0001
&0100
0000
同时0000<<1==0000(左移1位),此操作后仍为0则计算完毕，此时R的0101即为结果

所以2+3=5（0101）

2.计算2-3

同理，X:0010
Y:0011→（进行补码运算，模16）1101

对每位:
0010
^1101
1111
R：1111

进位:
0010
&1101
0000
同时0000<<1==0000(左移1位)，此操作后进位计算完毕

所以2-3=-1（1111为补码表示，对应原码-1）

3.如何获取某value的第N位？

利用&操作置0：
10001111
&00001000
00001000

4.利用xor加密

明：2015key：54

加密过程：
00100000(取20的8位明文为例)
^01010100(key)
01110100(密文）

解密过程：
01110100(key)
^01010100(密文)
00100000(明文)

汇编语言

mov

1
2

//将2赋值给eax寄存器
mov eax,2

目前专注于ctf二进制，密码以及超级计算机相关知识的学习，会不定期更新一些学习周报，或者发布一些日常心得等等

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