ios安全攻防之汇编

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,汇编!

机器语言

  • 我们所写的语言最终安装在机器上的是什么东西?
  • 是机器语言,一堆的0和1.
    如0101 001 1101 0110,由0和1组成的机器指令,说白了还是电信号.
    这些指令让我们的cup执行

汇编语言

  • 使用符号代替机器语言,也称符号语言.如 mov ax,bx
  • 汇编和机器指令是一一对应的,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,但机器语言/汇编语言不能还原成高级语言

高级语言

  • 我们平时写的Oc/swift/C/C++都属于高级语言,更加接近人类的自然语言
我们的代码在终端设备上是这样的过程

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
  • 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
  • 在汇编中,大部分指令都是和CPU与内存相关的

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
  • 病毒分析与防治
  • 逆向\加壳\脱壳\破解\外挂\免杀\加密解密\漏洞\黑客
    哇...破解 哇...外挂 哇...黑客 来自小学生的惊叹 前段时间我弟弟让我帮他盗号...! 我很无奈啊有木有...😒
  • 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
  • 函数的本质究竟是什么?
  • sizeof
  • ++a + ++a + ++a 底层如何执行的?
  • 编译器到底帮我们干了什么?
  • DEBUG模式和RELEASE模式有什么关键的地方被我们忽略

汇编语言的种类

  • 讨论最多的汇编语言
  • 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)
  • ......
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)
armv64 iPhone6s , iphone6s plus,iPhone6, iPhone6 plus,iPhone5S ,iPad Air, iPad mini2
APP/程序的执行过程

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
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 ^ 10  == 1024
2 ^ 20  == 2 ^ 10 * 2 ^ 10 = 1024 * 1024 = 1M
16^5 == 2^4^5 == 2^(4*5) == 2 ^ 20

2^20 == 1M
2^30 == 1G
2^32 == 1G*2^2 == 4G


数据总线
  • 它的宽度决定了cup单次传输数据的大小,也就是数据传送速度
  • 数据总线直接影响cpu的吞吐量
  • 8086数据总线宽度是16,所以单次最大传送2个字节的数据.
  • 1根数据总线代表一个bit位 十根 = 1KB
每一个16进制位代表4个bit,因为两个16进制位位代表一个字节,一个字节8个bit

一个16进制位 = 4 bit
两个16进制位 = 1字节
1字节 = 8bit

一个字节 = 8个bit = 2个16进制位
一个字 = 2个字节 (分别为高字节和低字节)

1 Byte == 8 bit
1B == 1Byte == 一个字节
1KB  == 1024 Byte
8KB == 1024 * 2^3
1MB  == 1024 * 1024 Byte
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

练习

  • 一个CPU 的寻址能力为8KB,那么它的地址总线的宽度为 (13)
寻址能力均是以字节为单元的
1KB = 10根线
1KB = 1024Byte
8=2^3
1024=2^10
8KB = 8*1024=2^3*2^10=2^(3+10)=2^13
  • 8080,8088,80286,80386 的地址总线宽度分别为16根,20根,24根,32根.那么他们的寻址能力分别为多少(64)KB, (1)MB
16根 = 2^6 = 64KB
20根 = 2^20 = 1MB
24根 = 2^24 = 2^20 * 2^4 = 16MB
32根 = 2^32 = 1G*2^2 = 4G  
  • 从内存中读取1024字节的数据,8086至少要读(512)次,80386至少要读取(256)次.
8086数据总线宽度是16,单次最大传送2个字节的数据
```


#寄存器
* 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(8086是16位结构的CPU)
* 8086有14个寄存器
  * 都是16位寄存器,可以放两个字节
![8086内部寄存器](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/6990647-3392e0666c641b12.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

#####通用寄存器
* AX、BX、CX、DX这4个寄存器通常用来存放一般性的数据,称为通用寄存器(有时也有特定用途)
* 通常,CPU会先将内存中的数据存储到通用寄存器中,然后再对通用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
![](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/6990647-aaa413d7a51629bc.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

  * 过程
    * cpu通过地址总线找到红色内存空间
    * 再通过控制总线告诉内存条我要读
    - 再通过数据总线读给cpu(cpu通过运算器+1 )
    - 在通过cpu通过地址总线找到蓝色内存
    - 通过控制总线告诉内存我要写
    - 通过数据总线把值传给蓝色内存
  * 代码过程
    - mov ax,红色内存空间
    - add ax,1
    - mov 蓝色内存,ax

- 上一代8086的寄存器都是8位的,为了保证兼容, AX、BX、CX、DX都可分为2个独立的8位寄存器来使用
 - H代表高位寄存器
 - L代表低位寄存器

![](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/6990647-608b1e8abe5aa552.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)
![](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/6990647-0775d3c4209e7cbe.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

#8086的寻址方式
* CPU访问内存单元时,要给出内存单元的地址,所有的内存单元都有唯一的地址,叫做物理地址
* 8086有20位地址总线,可以传送20位的地址,1M的寻址能力
* 但它又是16位结构的CPU,它内部能够一次性处理、传输、暂时存储的地址为16位。如果将地址从内部简单地发出,那么它只能送出16位的地址,表现出来的寻址能力只有64KB

**8086采用一种在内部用2个16位地址合成的方法来生成1个20位的物理地址**
![](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/6990647-423c026e836e94ea.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)
![](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/6990647-27dfee5fbe7449b3.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

#内存分段管理
- 8086是用“基础地址(段地址×16) + 偏移地址 = 物理地址”的方式给出物理地址
- 在编程时可以根据需要,将若干连续地址的内存单元看做一个段,用段地址×16定为段的起始地址(基础地址),用偏移地址定位段中的内存单元

#段寄存器
 * 8086有4个段寄存器:CS、DS、SS、ES,当CPU需要访问内存时由这4个段寄存器提供内存单元的段地址
  - CS (Code Segment):代码段寄存器
  - DS (Data Segment):数据段寄存器
  - SS (Stack Segment):堆栈段寄存器
  - ES (Extra Segment):附加段寄存器

#CS和IP
 - CS为代码段寄存器,IP为指令指针寄存器,它们指示了CPU当前要读取指令的地址
 - 任意时刻,8086CPU都会将CS:IP指向的指令作为下一条需要取出执行的指令 (指向下一条指令的地址)

#指令和数据
 * 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
 - 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
 - CPU根据什么将内存中的信息看做指令?
  - CPU将CS:IP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CS:IP指向过

#jmp指令<修改cs、ip的值>
- CPU从何处执行指令是由CS、IP中的内容决定的,我们可以通过改变CS、IP的内容来控制CPU执行目标指令
- 8086提供了一个mov指令(传送指令),可以用来修改大部分寄存器的值,比如
 - mov ax,10、mov bx,20、mov cx,30、mov dx,40
- 但是,mov指令不能用于设置CS、IP的值,8086没有提供这样的功能
- 8086提供了另外的指令来修改CS、IP的值,这些指令统称为转移指令,最简单的是jmp指令

#DS和[address]
- CPU要读写一个内存单元时,必须要先给出这个内存单元的地址,在8086中,内存地址由段地址和偏移地址组成
- 8086中有一个DS段寄存器,通常用来存放要访问数据的段地址
```
mov bx,1000H
mov ds,bx
mov al,[0]
```
 - 上面3条指令的作用将10000H(1000:0)中的内存数据赋值到al寄存器中
 - mov al,[address]的意思将DS:address中的内存数据赋值到al寄存器中
 - 由于al是8位寄存器,所以是将一个字节的数据赋值给al寄存器

- 8086不支持将数据直接送入段寄存器中,mov ds,1000H是错误的

---
 ** 写几条指令,将al中的数据送入内存单元1000H中 **
```
mov bx,1000H
mov ds,bx
mov [0],al
```
>注意:“mov 内存单元, 内存单元”是不允许的,比如mov[0], [1]

#大小端
 - 大端模式,是指数据的高字节保存在内存的低地址中,而数据的低字节保存在内存的高地址中(高低\低高)(Big Endian)
 - 小端模式,是指数据的高字节保存在内存的高地址中,而数据的低字节保存在内存的低地址中(高高\低低) (Little Endian)

>注意:ARM既可以工作在大端模式,也可以工作在小端模式

#栈

![表情最丰富的羽毛球](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/6990647-4f53a210562f1591.gif?imageMogr2/auto-orient/strip)

- 栈:是一种具有特殊的访问方式的存储空间(后进先出, Last In Out Firt,LIFO)
- 8086会将SS作为栈段的段地址,任意时刻,SS:SP指向栈顶元素(偏移地址)
- 8086提供了PUSH(入栈)和POP(出栈)指令来操作栈段的数据
 - 比如push ax是将ax的数据入栈,pop ax是将栈顶的数据送入ax

![](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/6990647-c89e59550c287bca.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

>栈是没有底的,底是我们自己想象的,栈顶是有的,就是sp指针
内存里是绝对有数据的,哪怕是00它也是数据,push相当于改变内存里的数据,我们平时所说的新开辟一块内存空间,里面没有数据并不是里面就是0000,而是对于我们来说,这里面我可以改它而不去读它,读的话就读了一个野指针,读的这块野指针已经被释放了,所谓的野指针报错,就是我们的地址被释放了,里面并没有存任何的数据,这时候去拿野指针里的面的东西,我不认识!这叫野.😏

- 栈大小可以叫内存的大小吗?
  - 8086 栈大小只有64K

- 内存区域里越往高地址走,我们系统自带的一些内容不让我们修改(系统不让我们修改的内容在高地址)
- pop的时候sp是加(也就是往高地址走)

>pop和push只是偏移我们的sp指针
  pop仅仅是读数据,并没有改,把sp偏移的数据读出来
  push是改数据,把sp偏移的内存改数据
  pop越读越大
  push越改越小

###栈越界
- 当栈满的时候在使用push指令入栈,或栈空的时候再使用pop指令出栈,都将发生栈顶超界的问题

- push超界比pop越界要危险的多,因为pop只是读,而push是改,一旦push越界他有可能把别人的数据改掉(我这个app本来好好的你过来把我的数据改了,那这个app就完蛋了)
 >栈以外的地址很有可能存放着具有其他用途的数据,代码等.这些数据代码可能在我们的程序中,也有可能在别的程序中(但是由于我们入栈时不小心修改这些代码,数据,会引发一连串的错误)


#栈段
- 对于8086来说,在编程时,可以根据需要,将一组内存单元定义为一个段
- 我们可以将一组长度为N(N<=64KB)、地址连续、起始地址为16倍数的内存单元,当做栈空间来使用,称为栈段。比如用10010H~1001FH这段内存空间当做栈来使用,我们就可以认为10010H~1001FH是一个栈段,它的段地址为1001H,长度为16字节
- 如何使用push、pop等栈操作指令访问我们定义的栈段
 - 用SS存放栈段的段地址,用SP存放栈顶的偏移地址

#Loop指令
- loop指令和cx寄存器配合使用,用于循环操作类似高级语言的for,while
- 使用格式
```
mov cx,循环次数
标号:
    循环执行的程序代码
    loop 标号
```

- loop指令执行流程
步骤1 先将cx寄存器的值 - 1, cx = cx - 1
步骤2 判断cx 的值
   - 如果不为零执行标号的代码,又执行 步骤 1
   - 如果为零执行loop后面的代码

>补充:
获取数据,除了通过ds段来获取.还可以利用其它段地址来获取
mov ax,ds:[0]
mov ax,cs:[0]
mov ax,ss:[0]
mov ax,es:[0]

#8086伪指令
- db(define byte) 自定义字节
- dw(define word)自定义字

#Call和ret指令
 - call指令  (相当于执行一个函数)
   - call标号
   - 将下一条指令的偏移地址入栈
   - 跳转到定位的地址执行指令!

- ret指令
  - ret指令就是将栈顶的值POP给IP,也就是执行下一条指令
  - 栈顶得值是什么?
    - 下一条指令的偏移地址 











###**此文章用作学习笔记**
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