1、 * Legal ops: ! & | + * Max ops: 5 * Rating: 1 */int lsbZero（int x） /x右移一位再左移一位实现把最低有效位置0 x = x1; x = x return x; * byteNot - bit-inversion to byte n from word x * Bytes numbered from 0 （LSB） to 3 （MSB） * Examples: getByteNot（0x12345678,1） = 0x1234A978 6 2int byteNot（int x, int n） /x第n个字节每位都和1异或实现取反
2、 int y = 0xff; n = n3; y = y x = x&（0xff）; y = y& return !（xy）; * logicalAnd - x & y 3 int logicalAnd（int x, int y） /把x和y分别转化为逻辑的0和1，再相与 x = （!（!x）&y）; * logicalOr - x | yint logicalOr（int x, int y） /把x和y分别转化为逻辑的0和1，再相或x）|（! * rotateLeft - Rotate x to the left by n * Can assume that 0 = n = 31 rotat
3、eLeft（0x87654321,4） = 0x76543218 25int rotateLeft（int x, int n） /先构造低n位为1，高（32-n）位为0的数z，x左移n位后的数加上x右移（32-n）位的数&z即可 int z; z = （131）（32+（n+1）&z）+（x/* * parityCheck - returns 1 if x contains an odd number of 1s parityCheck（5） = 0, parityCheck（7） = 1 4int parityCheck（int x） /每次将数的低半数位与高半数位比较，再把y右移31位，最
4、后把y转化为逻辑的0和1 int y; y = x16; y = yx; y = y（y31）&0x1）（x30）&0x1）; return m0x1; * mult3div2 - multiplies by 3/2 rounding toward 0, * Should exactly duplicate effect of C expression （x*3/2）, * including overflow behavior. mult3div2（11） = 16 * mult3div2（-9） = -13 * mult3div2（1073741824） = -536870912（over
5、flow） 12int mult3div2（int x） /左移一位再+x即x*3,右移一位的时候，当y的最高位和最低位都为0时还要+1 int y = （x1）+（y1）&（y int n = （y x = （mn）&（m（x+（y+1） return （!x）; * absVal - absolute value of x absVal（-1） = 1. * You may assume -TMax = x x = （y&（x+1）+（y）& * float_abs - Return bit-level equivalent of absolute value of f for * flo
6、ating point argument f. * Both the argument and result are passed as unsigned ints, but * they are to be interpreted as the bit-level representations of * single-precision floating point values. * When argument is NaN, return argument. Any integer/unsigned operations incl. |, &. also if, whileunsign
7、ed float_abs（unsigned uf） int x=uf&（10x7f800000） return uf; else return x; * float_f2i - Return bit-level equivalent of expression （int） f * for floating point argument f. * Argument is passed as unsigned int, but * it is to be interpreted as the bit-level representation of a * single-precision floa
8、ting point value. * Anything out of range （including NaN and infinity） should return * 0x80000000u. 30int float_f2i（unsigned uf） unsigned num=0x80000000; int x=（uf&0x007fffff）0x00800000; int order=0; order=（uf&0x7f800000）23; if（order158） return num; if（order1）=1） if（order150） return （x（150-order）+1;
9、 else150） return x（150-order）;1.4 实验过程编写源码，运行btest，得出实验结果。1.5实验结果 可见13个函数全部正确。1.6实验小结 此次实验主要考查的是对数据的处理，对此需要掌握数据在机器中的表示，运用合理的位运算来实现相应的功能。 Binary Bombs 2.1 实验概述本实验中，你要使用课程所学知识拆除一个“binary bombs”来增强对程序的机器级表示、汇编语言、调试器和逆向工程等方面原理与技能的掌握。一个“binary bombs”（二进制炸弹，下文将简称为炸弹）是一个Linux可执行C程序，包含了6个阶段（phase1phase6）。炸弹
10、运行的每个阶段要求你输入一个特定的字符串，若你的输入符合程序预期的输入，该阶段的炸弹就被“拆除”，否则炸弹“爆炸”并打印输出 BOOM!字样。实验的目标是拆除尽可能多的炸弹层次。每个炸弹阶段考察了机器级语言程序的一个不同方面，难度逐级递增：* 阶段1：字符串比较* 阶段2：循环* 阶段3：条件/分支* 阶段4：递归调用和栈* 阶段5：指针* 阶段6：链表/指针/结构另外还有一个隐藏阶段，但只有当你在第4阶段的解之后附加一特定字符串后才会出现。 为了完成二进制炸弹拆除任务，你需要使用gdb调试器和objdump来反汇编炸弹的可执行文件，并单步跟踪调试每一阶段的机器代码，从中理解每一汇编语言代码的
11、行为或作用，进而设法“推断”出拆除炸弹所需的目标字符串。这可能需要你在每一阶段的开始代码前和引爆炸弹的函数前设置断点，以便于调试。实验语言：C语言实验环境：linux2.2 实验内容反汇编bomb，得到汇编代码，根据汇编代码完成拆炸弹任务。2.2.1 阶段1 字符串比较1.任务描述：找到与输入的字符串进行比较的存储的字符串的首地址，进而得到存储的字符串，得到结果。2.实验设计：根据反汇编代码一步一步分析，具体见实验过程。3.实验过程：将bomb反汇编输出到asm.txt文件中，在反汇编代码中查找phase_1的位置：从上面的语句可以看出所需要的两个变量是存在于%ebp所指的堆栈存储单元里，在m
12、ain函数中：得知%eax里存储的是调用read_line（）函数后返回的结果，就是输入的字符串，所以得知和用户输入字符串比较的字符串的存储地址为0x804a204，可用gdb查看这个地址存储的数据内容：翻译过后的结果为The future will be better tomorrow.4.实验结果：可见结果正确。2.2.2 阶段2 循环完成炸弹2的拆除 观察分析phase_2代码，使用gdb调试分析结果找到phase_2代码：由read_six_numbers知是要输入6个数字，观察：可知输入的第一个和第二个必须依次为0,1观察这两个循环可知只有当输入的数为前两个数之和时才不会bomb，故
13、得到序列0,1,1,2,3,5输入上述序列后得：可知结果正确。2.2.3 阶段3 条件/分支完成炸弹3的拆除 观察分析phase_3代码，使用gdb调试分析结果找到phase_3代码如下：08048c0a : 8048c0a:83 ec 3c sub $0x3c,%esp 8048c0d:8d 44 24 2c lea 0x2c（%esp）,%eax 8048c11:89 44 24 10 mov %eax,0x10（%esp） 8048c15:8d 44 24 27 lea 0x27（%esp）,%eax 8048c19:89 44 24 0c mov %eax,0xc（%esp） 8048
14、c1d:8d 44 24 28 lea 0x28（%esp）,%eax 8048c21:89 44 24 08 mov %eax,0x8（%esp） 8048c25:c7 44 24 04 4e a2 04 movl $0x804a24e,0x4（%esp）由此行代码查看输入内容：可知输入的依次是数字、字符、数字 8048c43:83 7c 24 28 07 cmpl $0x7,0x28（%esp） 8048c48:0f 87 f5 00 00 00 ja 8048d43 8048d43:e8 8d 04 00 00 call 80491d5 可见输入的第一个数一定小于7 8048c4e:8b
15、 44 24 28 mov 0x28（%esp）,%eax 8048c52:ff 24 85 60 a2 04 08 jmp *0x804a260（,%eax,4）假设输入的第一个数为0，即（%eax）=0，所以： 8048c59:b8 76 00 00 00 mov $0x76,%eax 8048c5e:81 7c 24 2c 04 01 00 cmpl $0x104,0x2c（%esp）所以第二个字符ascll码为0x76，即字符v而第三个数为0x104，即260从实验结果来看结果正确，拆弹成功。2.2.4 阶段4 递归调用和栈拆除炸弹4 观察分析phase_4代码，使用gdb调试分析结果
16、用x/sb 0x804a3cf 来查询有几个输入以及输入的类型,如下所示：由此可见输入是两个整数。再由phase_4中：知道func4第二个参数值为1f，即37再仔细研究func4函数，发现其实现了递归调用：08048d5c 8048d5c:56 push %esi 8048d5d:53 push %ebx 8048d5e:83 ec 14 sub $0x14,%esp 8048d61:8b 54 24 20 mov 0x20（%esp）,%edx /ebx是传递的参数/ 8048d65:8b 44 24 24 mov 0x24（%esp）,%eax 8048d69:8b 74 24 28 m
17、ov 0x28（%esp）,%esi 8048d6d:89 f1 mov %esi,%ecx 8048d6f:29 c1 sub %eax,%ecx 8048d71:89 cb mov %ecx,%ebx 8048d73:c1 eb 1f shr $0x1f,%ebx / ebx 右移31位 / 8048d76:01 d9 add %ebx,%ecx 8048d78:d1 f9 sar %ecx 8048d7a:8d 1c 01 lea （%ecx,%eax,1）,%ebx 8048d7d:39 d3 cmp %edx,%ebx 8048d7f:7e 17 jle 8048d98 8048d8
18、1:8d 4b ff lea -0x1（%ebx）,%ecx 8048d84:89 4c 24 08 mov %ecx,0x8（%esp） 8048d88:89 44 24 04 mov %eax,0x4（%esp） 8048d8c:89 14 24 mov %edx,（%esp） 8048d8f:e8 c8 ff ff ff call 8048d5c 8048d94:01 d8 add %ebx,%eax 8048d96:eb 1b jmp 8048db3 8048d98:89 d8 mov %ebx,%eax 8048d9a: 8048d9c:7d 15 jge 8048db3 8048d9e:89 74 24 08 mov %esi
