iOS逆向编程第二篇：基本汇编(1)

我们在学习iOS逆向编程开发之前，我们要了解一个基本的逆向原理。首先我们是iOS系统上面的App是我们逆向的目标，那么我们知道，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。所以逆向开发是建立在分析二进制上面。所以今天从非常基础的汇编语言来介绍。

一、汇编语言的发展

1.机器语言

机器语言是由0和1组成的机器指令。
例如：

加: 0100 0000

减: 0100 1000

乘: 1111 0111 1110 0000

除: 1111 0111 1111 0000

2.汇编语言(Assembly Language)

汇编语言是使用助记符代替机器指令的语言。
如:

加: INC EAX 通过编译器 0100 0000

减: DEC EAX 通过编译器 0100 1000

乘: MUL EAX 通过编译器 1111 0111 1110 0000

除: DIV EAX 通过编译器 1111 0111 1111 0000

3.高级语言（High-level Programming Language)

C\C++\Java\OC\Swift，更加接近人类的自然语言。
比如C语言:
如:

加: A+B 通过编译器 0100 0000

减: A-B 通过编译器 0100 1000

乘: A*B 通过编译器 1111 0111 1110 0000

除: A/B 通过编译器 1111 0111 1111 0000

高级语言的代码在终端设备上转换的过程：

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

4.汇编语言的特点

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

总结：越底层越单纯！真正的程序员都需要了解的一门非常重要的语言，就是汇编语言！

5.汇编的用途

编写驱动程序、操作系统（比如Linux内核的某些关键部分）
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（1.病毒分析与防治。2.逆向\加壳\脱壳\破解\外挂\免杀\加密解密\漏洞\黑客）
理解整个计算机系统的最佳起点和最有效途径
为编写高效代码打下基础
弄清代码的本质（1.函数的本质究竟是什么？2.++a + ++a + ++a 底层如何执行的？3.编译器到底帮我们干了什么？4.DEBUG模式和RELEASE模式有什么关键的地方被我们忽略等等）

6.汇编语言的种类

目前讨论比较多的汇编语言有

8086汇编（8086处理器是16bit的CPU）
Win32汇编
Win64汇编
ARM汇编（嵌入式、Mac、iOS）
......

我们iPhone里面用到的是ARM汇编，但是不同的设备也有差异，因CPU的架构不同。iPhone设备的ARM汇编架构列举如下：

架构	设备
armv6	iPhone, iPhone2, iPhone3G, 第一代、第二代 iPod Touch
armv7	iPhone3GS, iPhone4, iPhone4S,iPad, iPad2, iPad3(The New iPad), iPad mini, iPod Touch 3G, iPod Touch4
armv7s	iPhone5, iPhone5C, iPad4(iPad with Retina Display)
arm64	iPhone5S 以后 iPhoneX , iPad Air, iPad mini2以后

二、几个必要的常识

APP/程序的执行过程

要想学好汇编，首先需要了解CPU等硬件结构
硬件相关最为重要是CPU/内存
在汇编中大部分指令都是和CPU与内存相关的

三、总线

总线是指一根根导线的集合。总线分为：地址总线、数据总线、控制总线。每一个CPU芯片都有许多管脚，这些管脚和总线相连，CPU就是通过总线跟外部器件进行交互。

举个例子：CPU从内存的3号单元读取数据，则CPU先通过地址总线发送3的地址，再通过控制总线获取CPU的操作指令为读操作，最后通过数据总线将3号单元内的数据08发送给CPU。具体流程如下图：

特别注意

总线类型	功能
地址总线	它的宽度决定了CPU的`寻址能力`。一般来说，若地址总线为n位，则可寻址空间为2^n位。例如：8086有`20`根地址总线，所以寻址能力是`1M = (2^20)Byte = (8x(2^20))Bit`（注意：地址总线是8位的，所以8086的寻址空间为`(8x(2^20))`位）。举个例子吧，地址是二进制系统的门牌号，形如01001000011110011011(二十位长度)。长度是二十位，就叫他二十位地址总线。这一点理解了吧。因为是二十位，从0000000000000000000到,11111111111111111111总共1M个可能性。也就是可以表示1M个地址(门牌)。而每个门牌可以代表1bit或者8bit(一字节)，有些处理器处理器单门牌可以双字节都行。一般是一字节。
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`。例如：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
控制总线	它的宽度决定了CPU对其他器件能有多少种控制的`控制能力`

单位换算
1 字节(Byte) = 8 比特(Bit)
1 千字节(KB) = 1024 字节(Byte)
1 兆(MB) = 1024 千字节(KB)
1 千兆字节(GB) = 1024 兆(MB)
1 百万兆字节(TB) = 1024 千兆字节(GB)

换算的基本幂次方
2^5 = 32，2^6 = 64，2^7 = 128，2^8 = 256，2^9 = 512，2^10 = 1024

四、内存

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2^20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。只读属性