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汇编(一)

汇编(一)

作者: 昵称是乱起的 | 来源:发表于2019-03-27 15:05 被阅读0次

    1. 汇编的作用

    在逆向开发中非常重要的一个环节就是静态分析,我们是逆向iOS系统上面的APP,一个APP安装在手机上面的可执行文件本质上是二进制文件,因为iPhone手机本质上执行的指令是二进制,是由手机上的CPU执行的,所以静态分析是建立在分析二进制上面。

    2. 高级语言与汇编

    代码在设备上的运行过程:


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    • 汇编语言与机器语言一一对应,每一条机器指令都有与之对应的汇编指令
    • 汇编语言可以通过编译得到机器语言,机器语言可以通过反汇编得到汇编语言
    • 高级语言可以通过编译得到汇编语言 \ 机器语言,但汇编语言\机器语言几乎不可能还原成高级语言

    3. 汇编的特点

    • 可以直接访问、控制各种硬件设备,比如存储器、CPU等,能最大限度地发挥硬件的功能
    • 能够不受编译器的限制,对生成的二进制代码进行完全的控制
    • 目标代码简短,占用内存少,执行速度快
    • 汇编指令是机器指令的助记符,同机器指令一一对应。每一种CPU都有自己的机器指令集\汇编指令集,所以汇编语言不具备可移植性
    • 知识点过多,开发者需要对CPU等硬件结构有所了解,不易于编写、调试、维护
    • 不区分大小写,比如mov和MOV是一样的

    4. 汇编的用处

    1. 编写驱动程序、操作系统(比如Linux内核的某些关键部分)
    2. 对性能要求极高的程序或者代码片段,可与高级语言混合使用(内联汇编)
      软件安全:
      2.1. 病毒分析与防治
      2.2. 逆向\加壳\脱壳\破解\外挂\免杀\加密解密\漏洞\黑客
    3. 理解整个计算机系统的最佳起点和最有效途径
    4. 为编写高效代码打下基础
    5. 弄清代码的本质
      5.1. 函数的本质究竟是什么?
      5.2. ++a + ++a + ++a 底层如何执行的?
      5.3. 编译器到底帮我们干了什么?
      5.4. DEBUG模式和RELEASE模式有什么关键的地方被我们忽略

    5. CPU、内存、总线等硬件结构

    APP执行过程


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    iOS app是由内核从硬盘中读取加载到内存中,然后脱壳,dyld加载等过程

    5.1 总线
    • 每一个CPU芯片都有许多管脚,这些管脚和总线相连,CPU通过总线跟外部器件进行交互
    • 总线:一根根导线的集合
    • 总线的分类:地址总线、数据总线、控制总线
      总线
      举个例子:
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      CPU想要从3号单元读取数据:首先通过地址线找到3号位置,通过控制线发送读的命令,通过数据线获取到数据08
      1. 地址总线
    • 它的宽度决定了CPU的寻址能力
    • 8086的地址总线宽度是20,所以寻址能力是1M( 2^20 )
      2. 数据总线
    • 它的宽度决定了CPU的单次数据传送量,也就是数据传送速度
    • 8086的数据总线宽度是16,所以单次最大传递2个字节的数据
      3. 控制总线
      它的宽度决定了CPU对其他器件的控制能力、能有多少种控制
    5.2 内存
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    • 内存地址空间的大小受CPU地址总线宽度的限制。8086的地址总线宽度为20,可以定位220个不同的内存单元(内存地址范围0x00000~0xFFFFF),所以8086的内存空间大小为1MB
    • 0x00000~0x9FFFF:主存储器。可读可写
    • 0xA0000~0xBFFFF:向显存中写入数据,这些数据会被显卡输出到显示器。可读可写
    • 0xC0000~0xFFFFF:存储各种硬件\系统信息。只读

    6. 进制

    • 八进制由8个符号组成:0 1 2 3 4 5 6 7 逢八进一
    • 十进制由10个符号组成:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9逢十进一
    • N进制就是由N个符号组成:逢N进一
      数学上的数字,是没有大小限制的,可以无限的大。但在计算机中,由于受硬件的制约,数据都是有长度限制的(我们称为数据宽度),超过最多宽度的数据会被丢弃。

    6. CPU&寄存器

    6.1 概述

    CPU除了有控制器、运算器还有寄存器。其中寄存器的作用就是进行数据的临时存储。

    CPU的运算速度是非常快的,为了性能CPU在内部开辟一小块临时存储区域,并在进行运算时先将数据从内存复制到这一小块临时存储区域中,运算时就在这一小快临时存储区域内进行。我们称这一小块临时存储区域为寄存器。

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    对于arm64系的CPU来说, 如果寄存器以x开头则表明的是一个64位的寄存器,如果以w开头则表明是一个32位的寄存器,其中32位的寄存器是64位寄存器的低32位部分并不是独立存在的。
    对程序员来说,CPU中最主要部件是寄存器,可以通过改变寄存器的内容来实现对CPU的控制,不同的CPU,寄存器的个数、结构是不相同的

    6.2 浮点和向量寄存器

    • 因为浮点数的存储以及其运算的特殊性,CPU中专门提供浮点数寄存器来处理浮点数,浮点寄存器 64位: d0 - d31 32位: s0 - s31


      浮点寄存器
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    • 现在的CPU支持向量运算,向量运算在图形处理相关的领域用得非常的多,为了支持向量计算系统了也提供了众多的向量寄存器,向量寄存器 128位:V0-V31


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    6.3 通用寄存器

    • 通用寄存器也称数据地址寄存器通常用来做数据计算的临时存储、做累加、计数、地址保存等功能。定义这些寄存器的作用主要是用于在CPU指令中保存操作数,在CPU中当做一些常规变量来使用。
    • ARM64拥有有32个64位的通用寄存器 x0 到 x30,以及XZR(零寄存器),这些通用寄存器有时也有特定用途。那么w0 到 w28 这些是32位的. 因为64位CPU可以兼容32位.所以可以只使用64位寄存器的低32位.比如 w0 就是 x0的低32位!
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    6.4 pc寄存器

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    1. pc指令指针寄存器,它指示了CPU当前要读取指令的地址
    2. 在内存或者磁盘上,指令和数据没有任何区别,都是二进制信息
    3. CPU在工作的时候把有的信息看做指令,有的信息看做数据,为同样的信息赋予了不同的意义
    • 比如 1110 0000 0000 0011 0000 1000 1010 1010
    • 可以当做数据 0xE003008AA
    • 也可以当做指令 mov x0, x8
    1. CPU根据什么将内存中的信息看做指令?
    • CPU将pc指向的内存单元的内容看做指令
    • 如果内存中的某段内容曾被CPU执行过,那么它所在的内存单元必然被pc指向过

    6.5 高速缓存

    CPU每执行一条指令前都需要从内存中将指令读取到CPU内并执行。而寄存器的运行速度相比内存读写要快很多,为了性能,CPU还集成了一个高速缓存存储区域,当程序在运行时,先将要执行的指令代码以及数据复制到高速缓存中去(由操作系统完成),CPU直接从高速缓存依次读取指令来执行。

    6.6 指令

    str:写入到内存
    ldr:读取到内存
    orr:按位或
    register read $x9读取寄存器x9的值
    register write $x9 = 0x10240a03e修改寄存器x9的值

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