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arm64汇编篇-05函数的本质及实例分析

arm64汇编篇-05函数的本质及实例分析

作者: ClementGu | 来源:发表于2018-05-25 18:27 被阅读47次

    函数的参数和返回值:

    ARM64下,函数的参数是存放在X0到X7(W0到W7)这8个寄存器里面的.如果超过8个参数,就会入栈.

    函数的返回值是放在X0 寄存器里面的.

    这些是系统规定的,也正是这些规则我们才能逆向去解析别人的代码。

    函数的局部变量:

    函数的局部变量放在栈里面。这个大家都知道,下面我们建个项目来研究下函数执行的汇编代码。

    堆栈操作例子:

    使用32个字节空间作为这段程序的栈空间,然后利用栈将x0和x1的值进行交换.

    以下代码[ ]中括号表示取指向的地址因为栈是从高地址向低地址开辟的所以用sub减地址内存,但是读写是从低地址向高地址的所以sp会指向到需要读写地址的前面,而通用寄存器为31个不变0-28 fp lr,所以寄存器会不断和内存交互存取值。

    str stp是将数据从寄存器中取出存到内存,ldr ldp 是将数据从内存读取出来存到寄存器,所以一下操作是在sp开辟的栈内高地址先将寄存器x0 x1中的数据先存到对应的内存中,然后将对应寄存器中的数据存到寄存器中不同的是换了寄存器的存储顺序,从而实现寄存器中的数据交换。理解这个实例后下面的理解就方便多了。

    sub    sp, sp, #0x20 ;拉伸栈空间32个字节

    stp    x0, x1, [sp, #0x10] ;sp往上加16个字节,存放x0 和 x1

    ldp    x1, x0, [sp, #0x10] ;将sp偏移16个字节的值取出来,放入x1 和 x0

    add sp,sp,#0x20; 栈平衡即释放开辟的空间

    实例:

    注:执行代码都需要连真机执行5s以上型号。模拟器是x86的系统架构跟arm64有区别。

    1.创建Demo->command + n -> 选择如下图Assembly File汇编文件创建。

    2.在文件中写下如下代码:

    .text.global _suma

    _suma: 

      add x0,x0,x1   

    ret


    上面代码是栈的简化版将栈平衡,入栈等操作去掉,但是结果是一样的。

    3.去掉runLoop循环如下图写一个系统的函数方法sum,再声明汇编代码声明的函数suma。

    /** 汇编代码 执行自定义汇编文件中的代码 */

    int suma(int a , int b);

    /** 系统方法 自动创建汇编代码 */

    int sum(int a,int b)

    {   

    return a + b;

    }

    int main(int argc, char * argv[])

    {    int assembly =  suma(10, 20);

        printf("自定义汇编结果%d\n",assembly);   

    int system = sum(10, 20); 

      printf("系统生成的汇编%d",system);

    return 0;

    }

    左下角点击auto 切换成all 来查看寄存器。 如图打印结果一致。

    4.将debug -> Debug Overflow -> Always Show DisAssembly 选中运行查看混编代码。如果想恢复再点下就可以了。如下图


     5.查看自定义方法汇编语言。

    断点打在main函数入口处,会出现以下界面:

    bl是将下一步地址存储进lr寄存器(上一篇03篇介绍过)同时也是意味着将要进入函数因为其操作是在进入函数之前保存出来后执行的地址。代码后面suma为即将进入的函数的函数名。

    下图为suma的函数汇编也是自定义的函数汇编。如下图

    可以看出suma为我们自定义函数所执行的汇编代码为我们自己写的汇编代码。代码含义是将x0、x1寄存器的和赋值给x0寄存器并且反回。

    6.解析系统汇编代码:如上图main函数汇编代码找到25行的sum函数为系统自动生成的汇编代码。如下图:

    系统的汇编代码比自定义的汇编代码多了栈平衡操作和寄存器内存参数存取操作,存取操作是多余的系统默认会把参数放置x0、x1寄存器中。但是这仅仅是因为在调试环境会这样在正式环境会对汇编代码优化不会有类似多余的废操作。

    函数的本质实例:参数及返回值系列

    1.声明多参数函数:如下代码mian函数打断点

    /** 多参数函数 超过寄存器存储参数个数实例 */

    int params(int a, int b,int c,int d,int e,int f,int g,int h,int i,int j){ 

      return a + b + c + d + e + f + g + h + i + j;

    }

    int main(int argc, char * argv[]) {

        int param = params(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10); //因为是十六进制所以这边参数选择最简单的数字方便看汇编的时候对应具体参数,查看内存对应值就能找到对应的参数。

        return 0;

    }

    2.真机运行得到以下界面:

    3.解析代码逻辑上图已经注释很清楚了,下面画一个内存图解析汇编代码的操作。


    如上图函数的调用最后是将参数存入x0(w0)-x7(w7)中多余的存储在栈空间中,

    同时栈空间并不是仅仅存储参数同时还对需要进行保护的寄存器进行内存保护最中返回结果是通过x0给出的。

    4.函数运算补充:

    叶子函数运算器开辟栈空间根据参数个数和内部局部变量的个数决定,如果函数中涉及到跳转(非叶子函数)其代码开始需要对x30进行保护(一般x29x30入栈)会多开辟一个16字节空间,这边不做介绍。

    应用:

    以上例子是为今后的逆向分析做准备,比如一般参数返回值会放在x0中那么我们可以根据oc消息机制来逆向查找对象和方法:

    msgSend(self,@selector(viewDidLoad));

    通过这个方法我可以通过x0 x1找到对象及方法。


    至此函数的简单汇编运算就介绍完了,下一篇简单介绍下嵌套函数的汇编执行稍微复杂点但是有助于大家更好的理解混编原理。

    纯手打手画希望对大家有帮助。

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