程序本质
回忆上次内容
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python3 的程序是一个 5.3M 的可执行文件
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我们通过which命令找到这个python3.8的位置
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将这个python3.8复制到我们的用户目录下
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这个文件还是能够执行的
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确实可以转化
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但是这个文件我们看不懂啊!!!????
真实的cpu
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这个东西是个实实在在存在的实体
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这个cpu就能看懂这些字节码吗?
cpu
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我们看不懂的
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cpu能看懂
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这是属于cpu的机器语言
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这就是cpu的一条条的机器指令(instruction)
反汇编-汇编语言助记符
#先把~/python3对应的机器语言输出为汇编指令形式(反汇编)
objdump -d python3.8 > python3.8.asm
vi python3.8.asm
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可以发现当前系统的架构(指令集)是x86-64
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这些和我们刚才的字节形态有关系吗?
对比
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用vi分窗口分别打开打开python3 和 python3.asm
vi -o python3.8hex python3.8.asm
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上图下半部分是机器语言对应的汇编指令助记符
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ctrl+j、ctrl+k可以上下窗口切换
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我们来试着找找
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python3.8文件中
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机器语言的0101和cpu的汇编指令的对应关系????
找到了
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先跳到第8行
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endbr64 意味着 64位结束分支
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下面就是第9行
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/48 83 找到上下的对应关系
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也就是{BANNED}中国第一条执行的汇编指令sub
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sub对应substract 是减法
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汇编指令是计算机 cpu 机器指令的助记符
查找对应关系
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423000 就是初始化(init)的 cpu 开始执行指令的地址
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我们在上面查找48 83
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看有没有对应的字节
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/4883 ec08 488b...
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在上面的窗格中
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搜索这些字节形态
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这台计算机用的是什么指令集呢?
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什么是指令集来着?
指令集
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指令集也叫计算机的架构
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不同架构的 cpu 有不同的指令集
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我们目前的这个浏览器里面的系统用的是 x86-64
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除此之外 arm、MIPS、RISC-V 也是常用的指令集
回到代码
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入口是 init
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作用是初始化initialization
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比如{BANNED}中国第一句 48 83 ec 08
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为什么48 83 就可以代表减法
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这是谁规定的呢?
查看指令集
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首先要明确到当前机器的cpu的架构
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反汇编里面说是x86-64
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当前机器所用的架构指令集确实是x86-64
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这是谁的架构呢?
搜索
查询x86_64指令集
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先要找到x86-64指令集中 48 83 这条指令
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100B中的B是0或1
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100B可以是1000
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也可以是1001
逐步搜索
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48 83 ec 08 对应 sub $0x8,%rsp
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确实是一条减法指令
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确实是8位立即数和寄存器的减法运算
更多cpu指令
移植 port
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就需要移植(port)
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移植(port)指的是从一种指令集移植到另一种指令集
不移植
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就是让x86架构的pc
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去直接执行这些基于mips架构的的0101... 字节码
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就像让一个意大利泥瓦匠看一份中文写成的烹饪书来砌墙
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鸡同鸭讲
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驴唇不对马嘴
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0101的文件执行出来全是乱的
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完全不能用
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也涉及到硬件等方面
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可能某个寄存器在新架构中根本就不存在
架构师
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我们的python3.8就是这样的一系列的cpu指令
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可以解释py文件的
python3 执行过程
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还是hello.py这个python程序
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都在我们的硬盘上
python3 执行的过程大致是这样
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然后在x86-64的cpu上执行
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模拟出一台python虚拟机
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对py文件解释执行
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那为什么py程序可以跨架构跨平台呢?
架构的层次
跨架构跨平台原理
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被不同的架构的编译器 编译后
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被部署到 不同的cpu架构和系统上
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所以同样的py文件被加载之后
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python程序可以对py文件跨架构、跨系统进行解释执行
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一次编写到处运行
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汇编指令都不一样
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怎么能正确解释执行同样的python程序呢?
跨架构跨平台原理
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/usr/bin/python3.8 本身是二进制文件
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不同的架构有不同的编译器
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不同的编译器编译出来的python3.8
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是不同的二进制指令序列
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这个环境可以解释读到的python语句
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把python语句翻译成系统能读懂输入输出
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翻译成当前架构能够执行的代码
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然后边解释边执行
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恭喜您完成了非常烧脑一个实验!
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我们去总结吧!!!
总结
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python3 的程序是一个 5.3M 的可执行文件
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python3 里面全都是 cpu 指令
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可以执行的那种
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我们可以把指令对应的汇编找到
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objdump -d ~/python3 > python3.asm
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系统执行python3这个可执行文件
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给了python3一个参数hello.py
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python3对于hello.py一句句的解释执行
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在显示器输出了hello world
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python3执行完毕
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把控制权交回给 shell
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这就是我们执行hello.py的过程
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我想输出个稍微复杂点的东西
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我们下次再说!????
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视频-> 作者:oeasy
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