iOS逆向之汇编基础知识(二)

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(一)程序的本质

让我们来看一副图, 看看程序的本质是什么:

计算机的基本原理图.png

通常, CPU会先将内存中的数据存储到寄存器中, 然后再对寄存器中的数据进行运算

假设内存中有块红色内存空间的值是3, 现在想把它的值加1, 并将结果存储到蓝色内存空间

• CPU首先会将红色内存空间的值放到rax寄存器中: movq 红色内存空间, %rax

• 然后让rax寄存器与1相加: addq $0x1, %rax

• 最后将值赋值给内存空间: movq %rax, 蓝色内存空间

如下图所示:

寄存器读写.png

(二)编程语言的发展

• 机器语言
  由0和1组成

• 汇编语言(Assembly Language)
  用符号代替了0和1, 比机器语言便于阅读和记忆

• 高级语言
  C/C++/Java/JS/Python等, 更接近人类自然语言

• 操作
  机器语言: 1000100111011000
  汇编语言: movw %bx, %ax
  高级语言: ax = bx

编程语言的发展.png

• 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

(三)汇编语言的种类

• 汇编语言的种类
  8086汇编(16bit)
  x86汇编(32bit)
  x64汇编(64bit)
  ARM汇编(嵌入式, 移动设备)

• x86, x64汇编根据编译器的不同, 有2种书写格式
  Intel: Windows派系
  AT&T: Unix派系

• 作为iOS开发工程师, 最主要的汇编语言是:
  AT&T汇编 ->iOS模拟器
  ARM汇编 ->iOS真机设备

(四)常见汇编指令

• 寄存器命名:
  AT&T: %rax
  Intel:rax

• 操作数顺序: 将rax的值赋值给rdx
  AT&T:movq %rax, %rdx
  Intel: mov rdx, rax

• 常数, 立即数: 将3赋值给rax, 将0x10赋值给rax
  AT&T: movq $3, %rax
movq $0x10, %rax
  Intel: mov rax, 3
mov rax, 0x10

• 内存赋值: 将0xa赋值给地址为rip+0x1ff7的内存空间
  AT&T: movq $0xa, 0x1ff7(%rip)
  Intel:mov qword ptr [rip+0x1ff7], 0xa

• 取内存地址: 将rbp-0x18这个地址赋值给rax
  AT&T: leaq -0x18(%rbp), %rax
  Intel:lea rax, [rbp - 0x18]

• jump指令: call和jump写法类似
  AT&T: jump *%rdx
jump 0x4001002
jump *(%rax)
  Intel: jmp rdx
jmp 0x4001002
jmp [rax]

• 操作数长度:

b = byte(8-bit)
s = short(16-bit integer or 32-bit floating point)
w = word(16-bit)
l = long(32-bit integer or 64-bit floating point)
q = quad(64bit)
t = ten bytes(80-bit floating point)

AT&T: movl %eax, %edx
movb $0x10, %al
leaw 0x10(%dx), %ax
Intel: mov edx, eax
mov al, 0x10
lea ax [dx + 0x10]

(五)寄存器

• 有16个常用寄存器
  rax, rbx, rcx, rdx, rsi, rdi, rbp, rsp,
r8, r9, r10, r11, r12, r13, r14, r15

• 寄存器的具体用途
  rax, rdx常作为函数返回值使用
  rdi, rsi, rdx, rcx, r8, r9等寄存器常用于存放函数参数
  rsp, rbp用于栈操作
  rip作为指令指针
  存储着CPU下一条要执行的指令的地址
  一旦CPU读取一条指令, rip会自动指向下一条指令(存储下一条指令的地址)

(六)lldb常用指令

• 读取寄存器的值
  register read/格式
register read/x

• 修改寄存器的值
  register write 寄存器名称 数值
register write rax 0

• 读取内存中的值
  x/数量-格式-字节大小 内存地址
x/3xw 0x0000010

• 修改内存中的值
  memory write内存地址 数值
memory write 0x0000010 10

• 格式
  x是16进制, f是浮点, d是十进制

• 字节大小
  b -byte 1字节
  h -half word 2字节
  w -word 4字节
  g -giant word 8字节

• expression 表达式
  可以简写: expr 表达式
expression $rax
expression $rax = 1

• po 表达式

• print 表达式
po/x $rax
po (int) $rax

• thread step-over, next, n
  单步运行, 把子函数当做整体一步执行(源码级别)

-thread step-in, step, s
单步运行, 遇到子函数会进入子函数(源码级别)

• thread step-inst-over, nexti, ni
  单步运行, 把子函数当做整体一步执行(汇编级别)

• thread step-inst, stepi, si
  单步运行, 遇到子函数就会进入子函数(汇编级别)

• thread step-out finish
  直接执行完当前函数的所有代码, 返回到上一个函数(遇到断点会卡住)

(七)规律

• 内存地址格式为: 0x4bdc(%rip), 一般是全局变量, 全局区(数据段)
• 内存地址格式为: -0x78(%rbp), 一般是局部变量, 栈空间
• 内存地址格式为: 0x10(%rax), 一般是堆空间

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