终于要开始做大名鼎鼎的BombLab了！

首先是一些准备工作

lab下载地址：http://csapp.cs.cmu.edu/3e/labs.html

第二个的Bomblab的 self-study handout就是

在做这个lab前，首先要确定使用的调试工具。我试过gdbtui（难用，显示有问题）和ddd（难用+丑），最后选择了cgdb。

cgdb最新版本增加了显示汇编代码的功能，和bomblab搭配的很棒。

目前（2017/11/21),apt-get源下载到的cgdb仍然不是最新版本，需要到官网下载：

https://cgdb.github.io/

不知道为什么github clone之后，make总报错，所以我选择了从官网下载文件然后按照它的install说明文件编译安装。

在安装完后，在terminal中输入cgdb， 就可以打开cgdb了。

首先要大概看一下cgdb的中文手册，如果熟悉vim的话大概10分钟就能看完。（什么你不会用vim？那你还是去用gdbtui吧）

cgdb中文手册

当然你还需要一些必须的x86-64汇编知识(CSAPP第三章） 以及 一份gdb简易使用指南

http://csapp.cs.cmu.edu/3e/docs/gdbnotes-x86-64.pdf

Phase1

在最新版本的cgdb中，在cgdb模式下输入

：set disasm

可以显示反汇编代码（程序必须处于运行状态）,如图：

此处我使用ctrl + W实现了左右分屏

注意到程序需要从stdin或文件中读取输入，所以我们需要给程序指定输入，避免程序卡死在读取输入的system call上。

（gdb）run <in

in文件是之前已经解出的炸弹内容；没有解出来的就随便写好了（反正我们的炸弹不会连接到服务器然后爆炸扣分，所以炸多少次都可以）

设置断点，逐条语句运行到phase1（）函数，然后使用

(gdb) stepi

单条指令调试工具，进入phase1（）函数，查看该函数反汇编代码。

（用gdb的同学可以用disas命令，具体的看上面的gdb指南）。

从第四行往后的内容很容易理解，大概就是调用一个判断两个字符串是否一样的函数，如果返回0（函数名为not equal，所以返回0 就是两个字符串相同），即%eax寄存器内值为0的话就通过，否则引爆炸弹。

我们很容易猜到这个函数要接受两个参数（废话，不然怎么比较两个字符串），其中一个参数是调用phase_1()的参数input，也就是用户输入，另一个参数是奇怪的东西，输出来看看：

(gdb) x/s 0x402400
0x402400:       "Border relations with Canada have never been better."

好了，Phase1 我们就做完了。

Phase2

相比Phase1， Phase2可以说难了很多。

首先在phase_2（）处打上断点：

(gdb) break phase_2
Breakpoint 1 at 0x400efc

然后运行，si逐步调试：

(gdb) run <in
(gdb) si

可以看到这里调用了一个名为read_six_numbers的函数，并且传入了两个参数：一个参数是input的地址（也就是我们输入的字符串），另一个参数是开辟的栈空间的地址。

进入这个函数，发现这个函数里面就可能会引爆炸弹：

具体做的大概看一下，就是传了好多参数，调用sscanf，这些参数还都是地址。

那么这个函数的作用我们就能猜到了：从输入的字符串中读取6个数字出来，并且存储到之前开辟的栈空间内。

而这个函数内引爆炸弹的触发条件，应该就是input是否由6个数字组成（经过测试也的确如此，在把输入改成6个数字后，就能顺利通过read_six_numbers函数）

提示：这里如果陷入了一个共享库函数（sscanf之类),可以用finish命令快速退出

那我们就先把in里phase2的密码暂时改成1 2 3 4 5 6.百度得知sscanf的参数顺序，然后我们依次用print命令输出调用sscanf（）的参数是啥，可以发现最后这6个数依次被存储在了

%rsp, %rsp + 4, %rsp + 8, %rsp + 12, %rsp + 16, %rsp + 20

然后我们回到phase_2,按照流程走一遍（很简单，就在纸上写一下几个寄存器值的变化），题目答案就出来了。

Phase3

这一关可以说是很弱智了。

首先还是在phase_3处打上断点，然后stepi逐条指令执行：

(gdb) break phase_3
Breakpoint 1 at 0x400f43
(gdb) run <in
Starting program: /home/fanese/Documents/CSAPP/bomb/bomb <in

反汇编得到的phase_3代码如图所示

看到了熟悉的sscanf（）函数。我们可以看到这里用到了

%rdi, %rsi, %rdx, %rcx

四个寄存器。根据x86-64 寄存器传参规则，第一个寄存器存储的就是调用phase_3时的那个input参数，可以不管；第二个参数是关键，指定了格式化字符串读取的格式，这里是一个地址。

所以我们把这个第二个参数输出来看一下：

(gdb) x/s 0x4025cf
0x4025cf:       "%d %d"

可以得知这次的输入是两个整数。

好了，我们退出去，修改in文件，把第三行改为1 2， 继续调试。

第八行显示把%eax 和1比较。%eax 存储的是sscanf函数的返回值，百度得知是正确读取到的参数个数，所以为2.

在sscanf执行完毕后，我们根据x86-64寄存器传参规则，可以确定第一个数被存储在%rsp + 8位置， 第二个数被存储在%rsp + 12位置。当然可以在gdb中使用如下命令验证：

(gdb) x/wd $rsp+8
0x7fffffffddc8: 1

继续执行，第11行可以看到将第一个参数与7进行比较。因为这里我们假设第一个参数为1，所以会跳转。

不停的逐指令执行，到第32行，可以看到将第二个参数与0x137（311）比较，如果不等于就引爆炸弹，所以我们退出去，将第二个参数改成311.

然后炸弹就被拆掉了。

Phase4

这个Phase4有一点小难度。

首先还是和之前一样的设置断点，然后查看反汇编源代码：

(gdb) break phase_4
(gdb) run <in

可以看到开始的部分和Phase3是差不多的，所以退出去把in文件的第四行改成1 2两个数。

注意，为了叙述方便，从此处开始，将两个参数称作x y。

接着逐条指令调试，在第10行，有一个x 与 14的比较。因为第12行就会引爆炸弹，所以第11行的条件跳转指令必须执行，也就是 x <= 14.

因为我们假设的x为1， 继续逐步调试。

接下来可以看到，程序设置了几个寄存器的值，并调用了一个名为fun4的函数。根据x86-64寄存器调用规则，可以确定函数的调用情况为：

fun4(x, 0, 4)

传入的是三个int类型变量，所以不用担心这个函数去修改内存，所以我们先看这个函数之后的部分。

如果已经进入了这个函数，可以使用

(gdb) disassemble phase_4

在gdb窗口调出phase_4 函数的反汇编代码。

根据fun4之后的反汇编代码，很容易看出只有当fun4（）返回0 且y == 0，才能解除炸弹。

接下来我们深入函数：

注意到只有%rdi 存储了我们的x，而在2 - 9行的反汇编代码都没有出现%rdi， 所以放心的逐步调试，直到第10行，比较%edi和 %ecx的值。

(gdb) print/d $ecx
$17 = 7

查看%ecx寄存器的值，并把这个值作为x， 输入后发现炸弹已经被解除。

Phase5

Phase5就是真的有点难了。

还是和之前一样，设置断点，运行，然后逐指令调试：

经过百度，第四行的内容是和stack-protecter有关的，暂时不管。

可以看到第八行调用了对字符串求长度的函数，之后如果长度不是6就引爆炸弹。所以退出去将in的第五行改为“abcdef”，继续调试。

然后都是一些简单的mov操作，可以先在纸上记录一下。

到了13行，我们需要看一下这句话是什么意思。

0x000000000040108b <+41>:    movzbl (%rbx,%rax,1),%ecx

大概意思是取内存的这个位置的一个字节，然后零拓展到32位，存储到%ecx寄存器里去。

根据之前的操作，%rbx存放的应该是我们input的起始位置，验证一下：

(gdb) x/s $rbx
0x6038c0 <input_strings+320>:   "abcdef"

此时的%rax寄存器值为0，那么这条指令也就是把我们输入的第一个字符（a）的ASCII码存储到了%ecx寄存器中。

14-15行把%ecx寄存器的值移到了%ecx寄存器中。（cl是%ecx寄存器的低8位访问方式）

第16行：

0x0000000000401096 <+52>:    and    $0xf,%edx

把%edx寄存器的高28位清0，只保留低4位。

考虑到%edx里存储的是一个字符的ASCII码，我们得到的是这个ASCII码的低4位。

第17行

0x0000000000401099 <+55>:    movzbl 0x4024b0(%rdx),%edx

这条指令的意思是，从（0x4024b0 + %rdx）这个位置取一个字节，进行零拓展之后，得到的值放到%edx里面去。

妈耶，我们怎么知道这是个啥东西？

别急，输出来看一下：

(gdb) x/s 0x4024b0
0x4024b0 <array.3449>:  "maduiersnfotvbylSo you think you can stop the bomb with ctrl-c, do you?"

原来是一个字符串。那么我们做的就是：以输入字符的低4位作为索引，去访问这个字符串的一个字符，并存储到%edx里。

第18行

0x00000000004010a0 <+62>:    mov    %dl,0x10(%rsp,%rax,1)

把这个得到的值存储到了内存中，起始位置为%rsp + 16

第19-20行：

0x00000000004010a4 <+66>:    add    $0x1,%rax
20│    0x00000000004010a8 <+70>:    cmp    $0x6,%rax

就是说把上述的步骤重复6次：存储到%rsp + 16 %rsp + 17,......%rsp + 21 的位置。

那么我们就重复执行，看看直到%rax 为6（循环结束），之后bomb会干什么。

可以用watch变量的方式观察%rax的变化：

(gdb) watch $rax
Watchpoint 2: $rax

Old value = 5
New value = 6

然后用

(gdb) delete 2

删除这个watchpoint.

第22行，在%rsp + 22位置插入了一个byte，值为0，其实就是给字符串加上了‘\0’

现在我们可以输出看一下这个得到的字符串是什么了：

(gdb) x/s $rsp+16
0x7fffffffddc0: "aduier"

接下来就进入easy模式了：可以看到调用了strings_not_equal函数，待比较的字符串地址放在了%esi里，那么我们就输出位于%esi的字符串，看看到底是什么：

(gdb) x/s $esi
0x40245e:       "flyers"

之后的指令就是说，根据我们输入生成的字符串需要和“flyers"比较。如果相同就可以。

那么我们依次去那个字符串里找'f' 'l' 'y'等字符，然后去ASCII表查询哪个字符的低4位满足条件。

那么Phase5 我们就完成了.

Phase6

这一关的确很有难度！不愧是BOSS关！

建议想尝试的读者空出大于2小时的时间，一口气把这一关做完（作者花了2小时），所获得的成就感是无与伦比的。

好了，废话不多说，我们开始吧。

首先我们看到了我们的老朋友read_six_numbers，所以退出去把in第6行改成1 2 3 4 5 6，再进入程序进行调试。

下面把我们输入的6个数称为a1， a2， a3，a4, a5, a6

在掉用完这个函数后，我们输入的6个数被依次存储在

%rsp, %rsp + 4， %rsp + 8, %rsp + 12, %rsp + 16, %rsp + 20

接着我们逐指令执行，发现之后的代码依次保证了如下的条件，如果不满足就引爆炸弹：

a1 <= 6; a1 != a2; a1 != a3; a1 != a4; a1 != a5; a1 != a6

然后我们会发现第二次执行和之前差不多，只是条件改成了

a2 <= 6; a2 != a3; a2 != a4; a2 != a5; a2 != a6 ;

所以这一段代码的意思是所有输入的数不能相同，并且都小于等于6.

接下来的代码比较难看懂了。。主要是这一句：

mov    0x8(%rdx),%rdx

仔细想想CSAPP讲过的结构体对齐，就知道这是一个链表

Node* ptr = &A;
ptr = ptr -> next;

的汇编形式代码。

那么首先我们要把这个链表每个节点的值和地址都写在纸上。

下面一长串指令其实就是根据我们输入数的值创建对应的链表节点，每个值和一个节点的地址、值对应。也就是说，我们给根据输入的值得到了一个链表。

再接下来的代码实际上把得到的链表进行了排序——使得第i个链表对应我们的第i个输入。

最后是一个判断：假如经过排序的链表的值是严格单调递增的，就解除了炸弹。

那么，我们根据链表每个节点的val域的值，就得到了这个链表的顺序，以及输入的值。

因为最后一个phase是几天前做的了，现在回忆具体细节已经不太清楚，但是相信读者只要坚持，一定能解除炸弹的。