iOS逆向 05:汇编总结

iOS 底层原理 + 逆向 文章汇总

到此为止,汇编部分就理解完成了,其中需要重点掌握的是 函数,因为这与我们日常开发是息息相关的。

下面是所有汇编知识的一个汇总,如果不想看前面文章的,也可以直接查看这里

汇编初识

  • 1、汇编概述

    • 使用助记符代替机器指令的一种编程语言

    • 汇编和机器指令是一一对应的关系,拿到二进制就可以反汇编

    • 由于汇编和CPU的指令集是对应的,所以汇编不具备移植性

  • 2、总线:是由一堆导线的集合

    • 地址总线:其宽度决定了寻址能力

    • 数据总线:其宽度决定了CPU数据的吞吐量

    • 控制总线:其宽度决定了CPU对其他器件的控制能力

  • 3、进制

    • 任意进制都是由对应个数的符号组成的,符号可以自定义

    • 2/8/16是相对完美的进制,他们之间的关系

      • 3个二进制 使用一个8进制标识

      • 4个二进制 使用一个16进制标识

      • 两个16进制可以标识一个字节,即8位

    • 数量单位

      • 1024 = 1k,1024k = 1M,1024M = 1G
    • 容量单位

      • 1024 = 1KB,1024KB = 1MB,1024MB = 1GB
    • 数据的宽度

      • 计算机中的数据是有宽度的,超过了就会溢出
  • 4、寄存器:CPU为了性能,自内部开辟了一小块临时存储区域

    • 浮点向量寄存器:用于浮点数/向量的存储及运算

    • 异常状态寄存器

    • 通用寄存器:除了存放数据有时也有特殊的用途

      • ARM64拥有32个64位的通用寄存器X0-X30以及XZR(零寄存器)

      • 为了兼容32位,所以arm64位拥有W0-W28以及WZR 30个32位寄存器

      • 32位寄存器并不是独立存在的,例如 W0是X0的低32位

    • PC寄存器:指令指针寄存器

      • PC寄存器里面的保存的就是CPU接下来需要执行的指令地址

      • 改变PC的值可以改变程序的执行流程

      • mov指令不能更改PC寄存器的值,需要通过bl跳转指令来改变PC寄存器的值

函数本质(重点掌握!!!!!)

  • 1、栈:是一种具有特殊的访问方式的存储空间(后进先出,Last in First out, LIFO

    • ARM64里面对栈的操作16字节对齐
  • 2、SPFP寄存器

    • SP寄存器在任意时刻会保存栈顶的地址
    • FP寄存器也称为x29寄存器,属于通用寄存器,但是在某些时刻利用它保存栈底的地址
  • 3、栈的读写指令

    • 读:ldr(load register)指令 LDR、LDP

    • 写:str(store register)指令 STR、STP

  • 4、bl指令

    • 跳转指令:bl 标号,表示程序执行到标号处,将下一条指令的地址保存到lr寄存器

    • B代表着跳转

    • L表示lr(x30)寄存ios_reverse_02器

  • 5、ret指令

    • 类似函数的return
    • 让CPU执行lr寄存器所指向的指令
  • 6、避免嵌套函数无法回去:需要保护bl(即lr寄存器,存放回家的路),保存在当前函数自己的栈空间

  • 7、函数参数

    • arm64中,参数是放在x0-x7的8个寄存器中

    • 如果是浮点数,就会用浮点数寄存器

    • 如果超过8个参数就会用栈传递

  • 8、函数返回值

    • 一般函数的返回值使用x0寄存器保存

    • 如果返回值大于了8个字节(x0寄存器大小是8个字节),就会利用内存传递返回值

  • 9、函数局部变量

    • 局部变量存储在空间
  • 10、函数的嵌套调用:会将x29、x30寄存器入栈保护

  • 11、状态(标志)寄存器 - CPSR

    • arm64中cpsr寄存器(32位)为状态寄存器

    • 最高4位(28、29、30、31)为标志位

      • N标志(负标记位)
        • 执行结果为负数N=1

        • 执行结果非负数N=0

      • Z标志(0标记位)
        • 结果为0则Z=1

        • 结果非0则Z=0

      • C标志(无符号溢出)
        • 加法:进位 C=1,否则C=0

        • 减法:借位 C=0,否则C=1

      • V标志(有符号溢出)
        • 正数+正数=负数,则V=1

        • 正数+负数=正数,则V=0

循环选择指令(需要多实际操作)

1、全局变量和常量

  • 获取全局变量和常量时,会出现adrpadd两条指令获得一个地址的情况

  • ADRP(Address Page)

    • adrp x0,1
      • PC寄存器的低12位清零

      • 将1的值,左移12位

      • 以上两个结果相加放入x0寄存器

  • 通过ADD指令获取这页内存中的偏移值

2、条件判断

  • CMP把一个寄存器的内容和另一个寄存器的内容或立即数进行比较,但不存储结果,只是正确的更改标志(CMP后面跟的是B.LE,即else的条件)
  • 一般CMP做完判断后会进行跳转,后面通常会跟上B指令
    • BL 标号:跳转到标号处执行

    • B.LT 标号:比较结果是小于(less than ),执行标号,否则不跳转

    • B.LE 标号:比较结果是小于等于(less than or equal to),执行标号,否则不跳转

    • B.GT 标号:比较结果是大于(greater than),执行标号,否则不跳转

    • B.GE 标号:比较结果是大于等于(greater than or equal to),执行标号,否则不跳转

    • B.EQ 标号:比较结果是等于,执行标号,否则不跳转

    • B.NE 标号:比较结果是不等于(not equal),执行标号,否则不跳转

    • B.HI 标号:比较结果是无符号大于,执行标号,否则不跳转

    • B.HS 标号:比较结果是无符号大于等于,执行标号,否则不跳转

3、循环

  • do-while循环:判断条件在后面,满足条件往外跳

  • for循环和while循环很像:判断条件在里面,不满足就往外跳

4、switch

  • 1、假设switch语句的分支比较少时(例如3,少于4的时候没有意义),没有必要使用次结构,相当于if-else

  • 2、各个分支常量的差值较大时,编译器会在效率还是内存进行取舍,这时编译器还是会编译成类似于if-else的结构

  • 3、在分支比较多的时候,在编译的时候会生成一个表(跳转表每个地址四个字节)。

OC反汇编(需要多实际操作)

  • 1、编译器优化:

    • 1、设置:BuildSetting->Optimization Level

    • 2、优化原则:对结果没有任何影响的代码会被编译器优化

    • 3、编译器优化,本质是LLVM的优化过程,实际上优化的是汇编代码(可以理解为汇编指令会减少

  • 2、指针:

    • 1、指针的自增自减和指向的数据类型宽度有关,是按照指向的数据类型来运算的(即指针的宽度 - 步长

    • 2、指针的运算单位是指向的数据类型的宽度

    • 3、指针可以通过if-else比大小,因为类型是可以相互转换的

  • 3、[[self alloc] init] 优化过程

    • 在最初的版本(iOS9)中,相当于两次消息发送 objc_msgSend

    • iOS11版本 是一次消息发送 objc_alloc + objc_msgSend

    • iOS13.5.1以上版本,已经没有objc_msgSend,而是objc_alloc_init

  • 4、反汇编分析方式:

    • 通过LLDB动态调试

    • 通过Hopper + MachOView 静态分析

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