深入理解计算机系统 (CS:APP) Lab2 - Bomb Lab 解析
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了深入理解计算机系统 (CS:APP) Lab2 - Bomb Lab 解析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
原文地址：https://billc.io/2019/04/csapp-bomblab/
写在前面
CS:APP是这学期的一门硬核课程，应该是目前接触到最底层的课程了。学校的教学也是尝试着尽量和CMU同步，课件和习题都直接照搬原版。包括现在着手的第二个实验室Bomb Lab。这个lab很有意思，没有提供全部c语言代码，需要手动根据反汇编语言推测在每一个阶段需要输入的内容，输入正确就可以进入下一个阶段。
理论上每个人获取到的lab都是不一样的，但对于自学学生而言在官网http://csapp.cs.cmu.edu/3e/labs.html下载到的实验室都是一样的，爆炸了之后也不会把信息发送到远程服务器扣分。
使用gdb bomb命令可以实时调试程序。结合break function、break *地址、disas、x/s $地址命令实时查看程序内的内容，同时用info registers和info frame查看寄存器信息和栈帧信息，可以拆除炸弹。
Phase 1
在Phase_1打下断点，使用info register可以得到寄存器信息：
(gdb) info register rax 0x603780 6305664 rbx 0x0 0 rcx 0x3 3 rdx 0x1 1 rsi 0x603780 6305664 rdi 0x603780 6305664 rbp 0x402210 0x402210 <__libc_csu_init> rsp 0x7fffffffde28 0x7fffffffde28 r8 0x604674 6309492 r9 0x7ffff7fba540 140737353852224 r10 0x3 3 r11 0x7ffff7e015c0 140737352046016 r12 0x400c90 4197520 r13 0x7fffffffdf10 140737488346896 r14 0x0 0 r15 0x0 0 rip 0x400ee0 0x400ee0 <phase_1> eflags 0x206 [ PF IF ] cs 0x33 51 ss 0x2b 43 ds 0x0 0 es 0x0 0 fs 0x0 0 gs 0x0 0
得到汇编代码如下：
Dump of assembler code for function phase_1: => 0x0000000000400ee0 <+0>: sub $0x8,%rsp 0x0000000000400ee4 <+4>: mov $0x402400,%esi 0x0000000000400ee9 <+9>: callq 0x401338 <strings_not_equal> 0x0000000000400eee <+14>: test %eax,%eax 0x0000000000400ef0 <+16>: je 0x400ef7 <phase_1+23> 0x0000000000400ef2 <+18>: callq 0x40143a <explode_bomb> 0x0000000000400ef7 <+23>: add $0x8,%rsp 0x0000000000400efb <+27>: retq
发现程序调用了strings_not_euqal函数，该函数应该是用于比较两个字符串是否相等的。可以发现%eax是输入的字符串数据，调用程序会将如果返回值%eax为0的话je结束函数phase_1。其中所以使用命x/s 0x402400获取存储的字符串，得到结果：
所以第一个炸弹的答案为：
Border relations with Canada have never been better.
Phase 2
同样获取这一阶段的汇编代码：
(gdb) disas Dump of assembler code for function phase_2: => 0x0000000000400efc <+0>: push %rbp 0x0000000000400efd <+1>: push %rbx 0x0000000000400efe <+2>: sub $0x28,%rsp 0x0000000000400f02 <+6>: mov %rsp,%rsi 0x0000000000400f05 <+9>: callq 0x40145c <read_six_numbers> 0x0000000000400f0a <+14>: cmpl $0x1,(%rsp) 0x0000000000400f0e <+18>: je 0x400f30 <phase_2+52> 0x0000000000400f10 <+20>: callq 0x40143a <explode_bomb> 0x0000000000400f15 <+25>: jmp 0x400f30 <phase_2+52> 0x0000000000400f17 <+27>: mov -0x4(%rbx),%eax 0x0000000000400f1a <+30>: add %eax,%eax 0x0000000000400f1c <+32>: cmp %eax,(%rbx) 0x0000000000400f1e <+34>: je 0x400f25 <phase_2+41> 0x0000000000400f20 <+36>: callq 0x40143a <explode_bomb> 0x0000000000400f25 <+41>: add $0x4,%rbx 0x0000000000400f29 <+45>: cmp %rbp,%rbx 0x0000000000400f2c <+48>: jne 0x400f17 <phase_2+27> 0x0000000000400f2e <+50>: jmp 0x400f3c <phase_2+64> 0x0000000000400f30 <+52>: lea 0x4(%rsp),%rbx 0x0000000000400f35 <+57>: lea 0x18(%rsp),%rbp 0x0000000000400f3a <+62>: jmp 0x400f17 <phase_2+27> 0x0000000000400f3c <+64>: add $0x28,%rsp 0x0000000000400f40 <+68>: pop %rbx 0x0000000000400f41 <+69>: pop %rbp 0x0000000000400f42 <+70>: retq End of assembler dump.
有一个read_six_numbers的函数，猜测会从输入中读取六个数字。所以可以随便输入6个数字测试以一下。查看read_six_numbers的汇编代码：
Dump of assembler code for function read_six_numbers: 0x000000000040145c <+0>: sub $0x18,%rsp 0x0000000000401460 <+4>: mov %rsi,%rdx 0x0000000000401463 <+7>: lea 0x4(%rsi),%rcx 0x0000000000401467 <+11>: lea 0x14(%rsi),%rax 0x000000000040146b <+15>: mov %rax,0x8(%rsp) 0x0000000000401470 <+20>: lea 0x10(%rsi),%rax 0x0000000000401474 <+24>: mov %rax,(%rsp) 0x0000000000401478 <+28>: lea 0xc(%rsi),%r9 0x000000000040147c <+32>: lea 0x8(%rsi),%r8 0x0000000000401480 <+36>: mov $0x4025c3,%esi 0x0000000000401485 <+41>: mov $0x0,%eax 0x000000000040148a <+46>: callq 0x400bf0 <__isoc99_sscanf@plt> 0x000000000040148f <+51>: cmp $0x5,%eax 0x0000000000401492 <+54>: jg 0x401499 <read_six_numbers+61> 0x0000000000401494 <+56>: callq 0x40143a <explode_bomb> 0x0000000000401499 <+61>: add $0x18,%rsp 0x000000000040149d <+65>: retq End of assembler dump.
通过观察寄存器的信息，可以发现输入的数据存储在了 %rsp 下的各个位置，分别为%rsp + 1， %rsp + 2……等等（可以通过(gdb) print /d *0x7fffffffddf0 + 4 $5 = 5来检查，更多的是通过函数的名称猜测出来的，因为不太确定scanf的机制，猜测这里scanf的返回值应该存储在eax内，为成功读取到的数据个数，cmp $0x5,%eax这句会使成功读取的数据少于5的时候炸弹爆炸。）
对于phase_2的汇编代码，第一条cmp语句可以看出在比较输入的第一个数字，如果不为1就爆炸。之后的结构中有许多的跳转语句，可以判断这是一个循环。循环中把后面一个数字传入%rbx中，再把前一个数字传入%eax中。add %eax,%eax一句再讲前一个数字乘以二，如果相等的话就可以跳过这个+36处的爆炸点。紧接着将%rbx指向下一个整数，比较是否和%rsp相等，也就是达到了最后一个整数的情况，如果没有就继续循环，达到了就跳到+64处，炸弹解除。所以只要每一个数都是前一个的两倍就可以了，答案为：
1 2 4 8 16 32
Phase 3
接下来观察phase_3的汇编代码：
Dump of assembler code for function phase_3:
=> 0x0000000000400f43 <+0>: sub $0x18,%rsp
0x0000000000400f47 <+4>: lea 0xc(%rsp),%rcx
0x0000000000400f4c <+9>: lea 0x8(%rsp),%rdx
# ?x/s 0x4025cf可以得到"%d %d"，这就是需要输入的两个数据
0x0000000000400f51 <+14>: mov $0x4025cf,%esi
0x0000000000400f56 <+19>: mov $0x0,%eax
0x0000000000400f5b <+24>: callq 0x400bf0 <__isoc99_sscanf@plt>
# ?%scanf如果返回值为1也就是读取成功的个数为1的话就会爆炸，所以猜测这里需要至少读取两个数据才能跳过下一个爆炸点。
0x0000000000400f60 <+29>: cmp $0x1,%eax
0x0000000000400f63 <+32>: jg 0x400f6a <phase_3+39>
0x0000000000400f65 <+34>: callq 0x40143a <explode_bomb>
0x0000000000400f6a <+39>: cmpl $0x7,0x8(%rsp)
# ?%rsp + 8 如果大于7，则炸弹会爆炸。观察发现 %rsp + 8 存储的是第一个输入的整数。由于ja是无符号比较，所以输入的值必须大于等于0，否则也一定会爆炸。
0x0000000000400f6f <+44>: ja 0x400fad <phase_3+106>
0x0000000000400f71 <+46>: mov 0x8(%rsp),%eax
# ?这里是个switch语句，根据rax的值去查找跳转表对应的值。rax是输入的第一个整数。
0x0000000000400f75 <+50>: jmpq *0x402470(,%rax,8)
0x0000000000400f7c <+57>: mov $0xcf,%eax
0x0000000000400f81 <+62>: jmp 0x400fbe <phase_3+123>
0x0000000000400f83 <+64>: mov $0x2c3,%eax
0x0000000000400f88 <+69>: jmp 0x400fbe <phase_3+123>
0x0000000000400f8a <+71>: mov $0x100,%eax
0x0000000000400f8f <+76>: jmp 0x400fbe <phase_3+123>
0x0000000000400f91 <+78>: mov $0x185,%eax
0x0000000000400f96 <+83>: jmp 0x400fbe <phase_3+123>
0x0000000000400f98 <+85>: mov $0xce,%eax
0x0000000000400f9d <+90>: jmp 0x400fbe <phase_3+123>
0x0000000000400f9f <+92>: mov $0x2aa,%eax
0x0000000000400fa4 <+97>: jmp 0x400fbe <phase_3+123>
0x0000000000400fa6 <+99>: mov $0x147,%eax
0x0000000000400fab <+104>: jmp 0x400fbe <phase_3+123>
0x0000000000400fad <+106>: callq 0x40143a <explode_bomb>
0x0000000000400fb2 <+111>: mov $0x0,%eax
0x0000000000400fb7 <+116>: jmp 0x400fbe <phase_3+123>
0x0000000000400fb9 <+118>: mov $0x137,%eax
# ?这里会比较%rsp+12的值（可以发现就是我们输入的第二个值）和%eax中的数据是否相等，一样的话就跳过爆炸点。
0x0000000000400fbe <+123>: cmp 0xc(%rsp),%eax
0x0000000000400fc2 <+127>: je 0x400fc9 <phase_3+134>
0x0000000000400fc4 <+129>: callq 0x40143a <explode_bomb>
0x0000000000400fc9 <+134>: add $0x18,%rsp
0x0000000000400fcd <+138>: retq
End of assembler dump.
分析已经插入在了汇编代码中。中间的switch语句可以通过输入不同的值和断点来探索出对应跳转的地方。比如我在这里第一个数字为2后，将断点设置在print /x *(0x402470 + 16)
显示出来的位置，可以发现程序跳转到了 => 0x0000000000400f83 <+64>: mov $0x2c3,%eax的语句。
这里的0x2c3就应该是第二个数的答案。转换为十进制为707。可以推测这个题目一共有八个解答，只要输入的第二个数字和第一个数字对应的跳转关系相对应即可。进一步多次解析，可以得到第三个炸弹答案表如下：
| 第一个数字 | 跳转到的语句 | 第二个数字 |
|---|---|---|
| 0 | 400f7c <+57>: mov $0xcf,%eax | 207 |
| 1 | 400fb9 <+118>: mov $0x137,%eax | 311 |
| 2 | 400f83 <+64>: mov $0x2c3,%eax | 707 |
| 3 | 400f8a <+71>: mov $0x100,%eax | 256 |
| 4 | 400f91 <+78>: mov $0x185,%eax | 389 |
| 5 | 400f98 <+85>: mov $0xce,%eax | 206 |
| 6 | 400f9f <+92>: mov $0x2aa,%eax | 682 |
| 7 | 400fa6 <+99>: mov $0x147,%eax | 327 |
Phase 4
汇编代码及分析如下：
Dump of assembler code for function phase_4:
=> 0x000000000040100c <+0>: sub $0x18,%rsp
0x0000000000401010 <+4>: lea 0xc(%rsp),%rcx
0x0000000000401015 <+9>: lea 0x8(%rsp),%rdx
# ?查看scanf的格式化输入（在0x4025cf）可得到"%d %d"，所以需要输入两个整形数据。
0x000000000040101a <+14>: mov $0x4025cf,%esi
0x000000000040101f <+19>: mov $0x0,%eax
0x0000000000401024 <+24>: callq 0x400bf0 <__isoc99_sscanf@plt>
# ?必须输入两个数据，否则就会直接跳转到爆炸点。
0x0000000000401029 <+29>: cmp $0x2,%eax
0x000000000040102c <+32>: jne 0x401035 <phase_4+41>
# ?比较0xe和输入的第一个数据的大小，数据必须要小于或等于0xe(14)才能跳过爆炸点
0x000000000040102e <+34>: cmpl $0xe,0x8(%rsp)
0x0000000000401033 <+39>: jbe 0x40103a <phase_4+46>
0x0000000000401035 <+41>: callq 0x40143a <explode_bomb>
0x000000000040103a <+46>: mov $0xe,%edx
0x000000000040103f <+51>: mov $0x0,%esi
0x0000000000401044 <+56>: mov 0x8(%rsp),%edi
# ?调用fuc4函数，此时edx等于14，esi等于0，edi等于输入的第一个数x，
相当于调用func4(x, 0, 14)
0x0000000000401048 <+60>: callq 0x400fce <func4>
0x000000000040104d <+65>: test %eax,%eax
# ?测试func4返回值是否为0。如果不为0的话会直接跳到爆炸点。
0x000000000040104f <+67>: jne 0x401058 <phase_4+76>
# ?比较rp+12，应该是第二个数字是否为0，如果为0的话可以跳过爆炸点。
0x0000000000401051 <+69>: cmpl $0x0,0xc(%rsp)
0x0000000000401056 <+74>: je 0x40105d <phase_4+81>
0x0000000000401058 <+76>: callq 0x40143a <explode_bomb>
0x000000000040105d <+81>: add $0x18,%rsp
0x0000000000401061 <+85>: retq
End of assembler dump.
发现+60处会调用func4函数，反汇编func4如下。在func4内部还会再次调用func4，可以看出这是一个递归的函数过程，进一步分析：
(gdb) disas func4
Dump of assembler code for function func4:
0x0000000000400fce <+0>: sub $0x8,%rsp
0x0000000000400fd2 <+4>: mov %edx,%eax
0x0000000000400fd4 <+6>: sub %esi,%eax
0x0000000000400fd6 <+8>: mov %eax,%ecx
# ?将%ecx右移31位（可以用来判断eax的正负，比较第二个参数和第三个参数的大小
0x0000000000400fd8 <+10>: shr $0x1f,%ecx
0x0000000000400fdb <+13>: add %ecx,%eax
# ?将eax算数右移一位，即除以2
0x0000000000400fdd <+15>: sar %eax
0x0000000000400fdf <+17>: lea (%rax,%rsi,1),%ecx
0x0000000000400fe2 <+20>: cmp %edi,%ecx
# ?如果%ecx小于%edi就跳转到36并把返回值设置为0。
0x0000000000400fe4 <+22>: jle 0x400ff2 <func4+36>
# 否则将rcx减去1传给edx。
相当于递归调用
0x0000000000400fe6 <+24>: lea -0x1(%rcx),%edx
0x0000000000400fe9 <+27>: callq 0x400fce <func4>
0x0000000000400fee <+32>: add %eax,%eax
0x0000000000400ff0 <+34>: jmp 0x401007 <func4+57>
0x0000000000400ff2 <+36>: mov $0x0,%eax
0x0000000000400ff7 <+41>: cmp %edi,%ecx
# ?如果%ecx大于%edi就结束函数，否则继续调用下一层递归。
0x0000000000400ff9 <+43>: jge 0x401007 <func4+57>
# ?把%rcx + 1 传递到%esi中，作为下一个func4的参数。
0x0000000000400ffb <+45>: lea 0x1(%rcx),%esi
0x0000000000400ffe <+48>: callq 0x400fce <func4>
0x0000000000401003 <+53>: lea 0x1(%rax,%rax,1),%eax
0x0000000000401007 <+57>: add $0x8,%rsp
0x000000000040100b <+61>: retq
End of assembler dump.
结构比较复杂，尝试逐行翻译成C语言代码如下：
func4(x, 0 ,14)
int func4(int a, int b, int c){
// t in %eax , q in % ecx
// a in %rdi, b in %rsi, c in %rdx
int t = c;
t = t - b;
int q = t;
q = q >> 31;
t = t + q;
t = t/2;
q = t + b;
if (q <= a){
t = 0;
if (q >= a){
return t;
}
else{
b = q + 1;
func4(a, b, c);
}
}
else{
c = q - 1;
func4(a, b, c);
t = 2t;
}
return t;
}
分析发现第一次运行的时候，q会被赋值为7，而当x=7的时候可以直接跳过递归部分，解除炸弹。所以答案为：
7 0
Phase 5
汇编代码如下：
(gdb) disas phase_5
Dump of assembler code for function phase_5:
0x0000000000401062 <+0>: push %rbx
0x0000000000401063 <+1>: sub $0x20,%rsp
0x0000000000401067 <+5>: mov %rdi,%rbx
0x000000000040106a <+8>: mov %fs:0x28,%rax
0x0000000000401073 <+17>: mov %rax,0x18(%rsp)
0x0000000000401078 <+22>: xor %eax,%eax
0x000000000040107a <+24>: callq 0x40131b <string_length>
0x000000000040107f <+29>: cmp $0x6,%eax
0x0000000000401082 <+32>: je 0x4010d2 <phase_5+112>
# ?这里有一个爆炸点，上面的函数为string_length，所以推断应该输入长度为6的字符串。
0x0000000000401084 <+34>: callq 0x40143a <explode_bomb>
0x0000000000401089 <+39>: jmp 0x4010d2 <phase_5+112>
0x000000000040108b <+41>: movzbl (%rbx,%rax,1),%ecx
0x000000000040108f <+45>: mov %cl,(%rsp)
0x0000000000401092 <+48>: mov (%rsp),%rdx
# 将传入的%edx和0xf做与运算，相当于只保留这一个字符的ASCII码的最后的4位。
0x0000000000401096 <+52>: and $0xf,%edx
# ?movzbl为做了0扩展的字节传送，0x4024b0 存储的是一个字符串。这里用%rdx的偏移量将字符串中的某一个字符传递到edx中。。
0x0000000000401099 <+55>: movzbl 0x4024b0(%rdx),%edx
0x00000000004010a0 <+62>: mov %dl,0x10(%rsp,%rax,1)
# ?rax加一，作为循环的计数器。循环6次以后跳出。
0x00000000004010a4 <+66>: add $0x1,%rax
0x00000000004010a8 <+70>: cmp $0x6,%rax
0x00000000004010ac <+74>: jne 0x40108b <phase_5+41>
0x00000000004010ae <+76>: movb $0x0,0x16(%rsp)
0x00000000004010b3 <+81>: mov $0x40245e,%esi
0x00000000004010b8 <+86>: lea 0x10(%rsp),%rdi
# 比较%rsp里存储的字符串是否与0x4025e相等。
0x00000000004010bd <+91>: callq 0x401338 <strings_not_equal>
0x00000000004010c2 <+96>: test %eax,%eax
# ?eax必须等于0（字符串相等），否则爆炸。
0x00000000004010c4 <+98>: je 0x4010d9 <phase_5+119>
0x00000000004010c6 <+100>: callq 0x40143a <explode_bomb>
0x00000000004010cb <+105>: nopl 0x0(%rax,%rax,1)
0x00000000004010d0 <+110>: jmp 0x4010d9 <phase_5+119>
0x00000000004010d2 <+112>: mov $0x0,%eax
0x00000000004010d7 <+117>: jmp 0x40108b <phase_5+41>
0x00000000004010d9 <+119>: mov 0x18(%rsp),%rax
0x00000000004010de <+124>: xor %fs:0x28,%rax
0x00000000004010e7 <+133>: je 0x4010ee <phase_5+140>
0x00000000004010e9 <+135>: callq 0x400b30 <__stack_chk_fail@plt>
0x00000000004010ee <+140>: add $0x20,%rsp
0x00000000004010f2 <+144>: pop %rbx
0x00000000004010f3 <+145>: retq
End of assembler dump.
可以看到0x4024b0里存储了一个字符串：
0x245e里也存储了一个字符串：
确定必须输入长度为6的字符串之后，随便输入fgr123，执行到+55行。由于使用了%cl这种只能存储char类型的寄存器，所以继续用print /c 探索寄存器里的数据：
探索核心语句movzbl 0x4024b0(%rdx),%edx和mov %dl,0x10(%rsp,%rax,1)。在这里输入的第一个字符为f，他的二进制ASCII码为0x66，二进制为0110 0110：
取后四位，0110是十进制的6，用6做索引，取string[6]，得到字符‘r‘，正好是寄存器%dl里存储的字符。
所以以此类推，可以得到phase5的逻辑大致如下：
- 读取长度为6的字符串
- 逐个字符读取，取每一个字符的ASCII码的后4位
- 以这后4为作为索引，取0x4024b0中的第n个字符，并将这一个字符存入到
0x10(%rsp)中 - 循环6次，依次读取
- 将最后得到的字符串
0x10(%rsp)同flyers比较，相同则通过。
由于后4位的二进制数能存储的最大数字为15，所以能够起到作用的只有长字符串的前16位，必须要在前16位中查找。
flyers每个字母在字符串中的序列依次为：9 15 14 5 6 7。依次转换成二进制为：
1001 1111 1110 0101 0110 0111。所以需要找6个字符，他们的ASCII码的二进制后4位满足以上序列就可以了。
拿来一张具有二进制表示的ASCII码表：
可以得到一个答案为：
ION567
Phase 6
得到巨大的汇编代码（实在是太可怕了）。
这个炸弹的部分语句由于时间有限我也没有完全逐步分析，这里有一个很详细的分析，可以参考一下：https://www.viseator.com/2017/06/21/CS_APP_BombLab/#阶段六
拆分开来，分成几个部分分析：
Dump of assembler code for function phase_6:
0x00000000004010f4 <+0>: push %r14
0x00000000004010f6 <+2>: push %r13
0x00000000004010f8 <+4>: push %r12
0x00000000004010fa <+6>: push %rbp
0x00000000004010fb <+7>: push %rbx
0x00000000004010fc <+8>: sub $0x50,%rsp
0x0000000000401100 <+12>: mov %rsp,%r13
0x0000000000401103 <+15>: mov %rsp,%rsi
0x0000000000401106 <+18>: callq 0x40145c <read_six_numbers>
# r14里存储了数组的初始化地址
0x000000000040110b <+23>: mov %rsp,%r14
发现同样是读取了六个数字，所以随便输入1 2 3 4 5 6，发现这里取了六个整数并存储在栈帧里：
0x000000000040110e <+26>: mov $0x0,%r12d
0x0000000000401114 <+32>: mov %r13,%rbp
0x0000000000401117 <+35>: mov 0x0(%r13),%eax
# %eax减1后和5比较
0x000000000040111b <+39>: sub $0x1,%eax
0x000000000040111e <+42>: cmp $0x5,%eax
# 如果任何一个数字小于等于5，则跳过爆炸点
0x0000000000401121 <+45>: jbe 0x401128 <phase_6+52>
0x0000000000401123 <+47>: callq 0x40143a <explode_bomb>
目前为止读取了6个数字，必须是在1~6之间。
0x0000000000401128 <+52>: add $0x1,%r12d
0x000000000040112c <+56>: cmp $0x6,%r12d
0x0000000000401130 <+60>: je 0x401153 <phase_6+95>
#%ebx在这里是数组指针，后面会被存储在%rax中。
0x0000000000401132 <+62>: mov %r12d,%ebx
0x0000000000401135 <+65>: movslq %ebx,%rax
0x0000000000401138 <+68>: mov (%rsp,%rax,4),%eax
# 判断下一个元素是否和%rax指向的元素相等，如果相等就爆炸。
0x000000000040113b <+71>: cmp %eax,0x0(%rbp)
0x000000000040113e <+74>: jne 0x401145 <phase_6+81>
0x0000000000401140 <+76>: callq 0x40143a <explode_bomb>
0x0000000000401145 <+81>: add $0x1,%ebx
# 判断数组下标是否到达了5
0x0000000000401148 <+84>: cmp $0x5,%ebx
0x000000000040114b <+87>: jle 0x401135 <phase_6+65>
0x000000000040114d <+89>: add $0x4,%r13
0x0000000000401151 <+93>: jmp 0x401114 <phase_6+32>
这一部分用于判断数组6个数是否存在重复值，若存在则引爆炸弹。这里是一个循环结构，分别将每一个元素和数组后面的所有元素进行比较。
#把数组最后一个元素的位置传给了%rsi。
0x0000000000401153 <+95>: lea 0x18(%rsp),%rsi
0x0000000000401158 <+100>: mov %r14,%rax
# 用7减去每一个元素
0x000000000040115b <+103>: mov $0x7,%ecx
0x0000000000401160 <+108>: mov %ecx,%edx
0x0000000000401162 <+110>: sub (%rax),%edx
0x0000000000401164 <+112>: mov %edx,(%rax)
0x0000000000401166 <+114>: add $0x4,%rax
# 比较%rax是否指向了数组末尾的位置，如果到达就跳出循环。
0x000000000040116a <+118>: cmp %rsi,%rax
0x000000000040116d <+121>: jne 0x401160 <phase_6+108>
上面这一部分把数组的每个数字用7去减。目的不明（？
# 将%esi初始化为0，作为数组下标
0x000000000040116f <+123>: mov $0x0,%esi
0x0000000000401174 <+128>: jmp 0x401197 <phase_6+163>
# 偏移量为8，类似于 p = p -> next
0x0000000000401176 <+130>: mov 0x8(%rdx),%rdx
0x000000000040117a <+134>: add $0x1,%eax
# 在第一次循环里，判断栈里的第一个数字判断是否为1，如果是1，就把0x6032d0放在栈里，否则就对下一个数字进行判断。
0x000000000040117d <+137>: cmp %ecx,%eax
0x000000000040117f <+139>: jne 0x401176 <phase_6+130>
0x0000000000401181 <+141>: jmp 0x401188 <phase_6+148>
# 把一个链表的指针传给%eax。
0x0000000000401183 <+143>: mov $0x6032d0,%edx
0x0000000000401188 <+148>: mov %rdx,0x20(%rsp,%rsi,2)
0x000000000040118d <+153>: add $0x4,%rsi
0x0000000000401191 <+157>: cmp $0x18,%rsi
0x0000000000401195 <+161>: je 0x4011ab <phase_6+183>
0x0000000000401197 <+163>: mov (%rsp,%rsi,1),%ecx
# 比较%ecx是否为1（因为%ecx不可能为0）
0x000000000040119a <+166>: cmp $0x1,%ecx
0x000000000040119d <+169>: jle 0x401183 <phase_6+143>
0x000000000040119f <+171>: mov $0x1,%eax
0x00000000004011a4 <+176>: mov $0x6032d0,%edx
0x00000000004011a9 <+181>: jmp 0x401176 <phase_6+130>
这个地方在+143处有一个常量指针，多次尝试输出值，发现这里存储了一个链表结构。使用x/12xg 0x6032d0可以看到，打印出来的名称node也提示这是一个链表：
每个节点第一个是long类型（推测），第二个是一个指向下一个node的指针，所以偏移量都是8。进一步依次用类似于*0x6032d0的语句来探索链表里每个节点存储的数值。可以得到链表里存储的数据如下：
| node1 | node2 | node3 | node4 | node5 | node6 |
|---|---|---|---|---|---|
| 332 | 168 | 924 | 691 | 477 | 443 |
上面这一部分可以根据输入的数字来读取链表的第n位，并把第n位的节点存储进0x20(%rsp,%rsi,2)内用于后续操作。也就是说这个帧里存储着按照特定顺序排列好的节点，这个顺序就是我们输入的数字经过7-x的结果。
接下来的部分：
# 开始从%rsp + 20的位置开始读取刚才存储在这里的节点
0x00000000004011ab <+183>: mov 0x20(%rsp),%rbx
# 第2个元素的地址
0x00000000004011b0 <+188>: lea 0x28(%rsp),%rax
0x00000000004011b5 <+193>: lea 0x50(%rsp),%rsi
0x00000000004011ba <+198>: mov %rbx,%rcx
0x00000000004011bd <+201>: mov (%rax),%rdx
# 把下一个节点的地址存储在上一个指针的next里
0x00000000004011c0 <+204>: mov %rdx,0x8(%rcx)
0x00000000004011c4 <+208>: add $0x8,%rax
0x00000000004011c8 <+212>: cmp %rsi,%rax
# 如果%rax到达结尾位置就结束循环
0x00000000004011cb <+215>: je 0x4011d2 <phase_6+222>
0x00000000004011cd <+217>: mov %rdx,%rcx
0x00000000004011d0 <+220>: jmp 0x4011bd <phase_6+201>
在%rsp+20处存储了更换了顺序之后的6个节点，这里是需要把每个节点的next都重新链接，使他们重新按照指定的顺序连接起来。
0x00000000004011d2 <+222>: movq $0x0,0x8(%rdx)
0x00000000004011da <+230>: mov $0x5,%ebp
# 偏移量为8，准备判断下一个数字
0x00000000004011df <+235>: mov 0x8(%rbx),%rax
0x00000000004011e3 <+239>: mov (%rax),%eax
0x00000000004011e5 <+241>: cmp %eax,(%rbx)
# 判断是否为递减的数列。
0x00000000004011e7 <+243>: jge 0x4011ee <phase_6+250>
0x00000000004011e9 <+245>: callq 0x40143a <explode_bomb>
# 偏移量为8，准备判断下一个数字
0x00000000004011ee <+250>: mov 0x8(%rbx),%rbx
0x00000000004011f2 <+254>: sub $0x1,%ebp
0x00000000004011f5 <+257>: jne 0x4011df <phase_6+235>
这一部分就是比较新的这一个序列的节点里，是否里面存储的数字是递减的，一旦发现不是递减的就引爆炸弹。
最后清空内存。
0x00000000004011f7 <+259>: add $0x50,%rsp 0x00000000004011fb <+263>: pop %rbx 0x00000000004011fc <+264>: pop %rbp 0x00000000004011fd <+265>: pop %r12 0x00000000004011ff <+267>: pop %r13 0x0000000000401201 <+269>: pop %r14 0x0000000000401203 <+271>: retq End of assembler dump.
按照上面分析的逻辑，只要输入6个在1-6的整数x，按照7-x的顺序重新排序节点，判断排序之后的节点是否为递减数列，如果是的话就成功解除炸弹。
再次检查原始链表里存储的数字：
| node1 | node2 | node3 | node4 | node5 | node6 |
|---|---|---|---|---|---|
| 332 | 168 | 924 | 691 | 477 | 443 |
所以为了让他们成为递减数列，需要按照3 4 5 6 1 2的顺序排列。但由于3 4 5 6 1 2是由输入的数据被7减去得来的，所以最后一个炸弹的答案应该为：
4 3 2 1 6 5
写在后面
拆完炸弹的时候已经是凌晨三点了，实在是太可怕了。严格来说还有一个secret_phase可以食用，但最近实在是没有这么多时间认真分析。总体来说熟悉了基本操作之后后面的流程会顺利许多，至少不会感到完全的不知所措。也是非常敬佩这个炸弹的作者，做完之后感觉对汇编语言和gdb的调试命令也相比之前有了更深的理解。果然CMU里的牛人们都是神仙。
以上是关于深入理解计算机系统 (CS:APP) Lab2 - Bomb Lab 解析的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
深入理解计算机系统_3e 第十一章家庭作业 CS:APP3e chapter 11 homework