机器级代码是什么意思以及如何查看它？

Question

我们知道机器级代码是 0,1（二进制）的形式。现在，在 c 编程中，如果 cmd 是 -

gcc -c ok.c

其中 ok.c 是一个在 c 中打印“hi”的简单程序。 现在，创建了一个文件 ok.o，它应该是机器级指令。ok.o 文件的内容类似于-

^@^L^@UH��H�=^@^@^@^@�^@^@^@^@�^@^@^@^@�]�hi^@^@GCC: (Debian 9.3.0-10) 9.3.0^@^@^@^@^@^@^@^@^T^@^@^@^@^@^@^@^AzR^@^Ax^P^A^[^L^G^H�^A^@^@^\^@^@^@^\^@^@^@^@^@^@^@^X^@^@^@^@A^N^P�^BC
^FS^L^G^H^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^A^@^@^@^D^@��^@^@^@^@^@^@^@^@^@^

等等很多这样的角色。这个输出是什么意思，如果这是机器级指令，那么为什么它不是二进制数字（0,1）的形式，即 1000110111111010101....（类似的东西）我怎么能看到二进制类型的代码？如果我在某处错了，请也纠正我。 谢谢

Answer 1

你可以这样做来产生一个汇编文件（ok.s）：

gcc -S ok.c

ok.s 文件是人类可读的文本文件（如您的 .c 文件）。它将是机器指令的列表。这就是人类“查看”机器代码的方式。

有关这些说明的含义的更多信息，请参阅： https://en.wikipedia.org/wiki/X86_assembly_language

当您查看二进制 .o 文件时，您将其视为文本（其中 8 个（或更多）二进制位将根据其值形成人类可见的字符，这就是为什么它看起来像一堆随机字符的原因.

Answer 2

给定一个简单的 C 程序，例如

#include <stdio.h>

int main( void )
{
  printf( "This is a test\n" );
  return 0;
}

如果您想查看实际的机器码（不仅仅是汇编程序，还有实际的操作码和操作数），您有几个选择：

• 正常构建文件：

  gcc -o simple -std=c11 -pedantic -Wall -Werror simple.c

  然后使用带有-d 选项（objdump -d simple）的objdump 命令，您将获得类似于此的列表：

  00000000004004c7 <main>:
    4004c7:   55                      push   %rbp
    4004c8:   48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
    4004cb:   bf 60 05 40 00          mov    $0x400560,%edi
    4004d0:   e8 1b ff ff ff          callq  4003f0 
    4004d5:   b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax
    4004da:   5d                      pop    %rbp
    4004db:   c3                      retq   
    4004dc:   0f 1f 40 00             nopl   0x0(%rax)
    ^         ^                       ^
    |         |                       |
    |         |                       +---- assembler
    |         +---------------------------- machine code
    +-------------------------------------- instruction address
  

• 使用-Wa,-aldh=<em>listing-file</em> 选项构建文件以生成程序集和机器代码列表：

  gcc -o simple -std=c11 -pedantic -Wall -Werror -Wa,-aldh=simple.lst simple.c

  这将创建一个类似于以下内容的列表文件：

  GAS LISTING /tmp/ccAMmy8W.s             page 1
  
  
     1                    .file   "simple.c"
     2                    .text
     3                    .section    .rodata
     4                .LC0:
     5 0000 54686973      .string "This is a test"
     5      20697320 
     5      61207465 
     5      737400
     6                    .text
     7                    .globl  main
     9                main:
    10                .LFB0:
    11                    .cfi_startproc
    12 0000 55            pushq   %rbp
    13                    .cfi_def_cfa_offset 16
    14                    .cfi_offset 6, -16
    15 0001 4889E5        movq    %rsp, %rbp
    16                    .cfi_def_cfa_register 6
    17 0004 BF000000      movl    $.LC0, %edi
    17      00
    18 0009 E8000000      call    puts
    18      00
    19 000e B8000000      movl    $0, %eax
    19      00
    20 0013 5D            popq    %rbp
    21                    .cfi_def_cfa 7, 8
    22 0014 C3            ret
    23                    .cfi_endproc
    24                .LFE0:
    26                    .ident  "GCC: (GNU) 7.3.1 20180712 (Red Hat 7.3.1-6)"
    27                    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits
    ^  ^    ^             ^
    |  |    |             |
    |  |    |             +---- assembler
    |  |    +------------------ machine code
    |  +----------------------- instruction offset
    +-------------------------- instruction number
  

  如果您使用 -g 选项构建，您将获得与生成的输出交错的原始源代码：

  GAS LISTING /tmp/ccJ7L1rJ.s          page 1
  
  
     1                    .file   "simple.c"
     2                    .text
     3                .Ltext0:
     4                    .section    .rodata
     5                .LC0:
     6 0000 54686973      .string "This is a test"
     6      20697320 
     6      61207465 
     6      737400
     7                    .text
     8                    .globl  main
    10                main:
    11                .LFB0:
    12                    .file 1 "simple.c"
     1:simple.c      **** #include <stdio.h>
     2:simple.c      **** 
     3:simple.c      **** int main( void )
     4:simple.c      **** {
    13                    .loc 1 4 0
    14                    .cfi_startproc
    15 0000 55            pushq   %rbp
    16                    .cfi_def_cfa_offset 16
    17                    .cfi_offset 6, -16
    18 0001 4889E5        movq    %rsp, %rbp
    19                    .cfi_def_cfa_register 6
     5:simple.c      ****   printf( "This is a test\n" );
    20                    .loc 1 5 0
    21 0004 BF000000      movl    $.LC0, %edi
    21      00
    22 0009 E8000000      call    puts
    22      00
     6:simple.c      ****   return 0;
    23                    .loc 1 6 0
    24 000e B8000000      movl    $0, %eax
    24      00
     7:simple.c      **** }
    25                    .loc 1 7 0
    26 0013 5D            popq    %rbp
    27                    .cfi_def_cfa 7, 8
    28 0014 C3            ret
    29                    .cfi_endproc
    30                .LFE0:
    32                .Letext0:
    33                    .file 2 "/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/7/include/stddef.h"
    34                    .file 3 "/usr/include/bits/types.h"
    35                    .file 4 "/usr/include/libio.h"
    36                    .file 5 "/usr/include/stdio.h"