汇编之常识（一）汇编基础
001--初识汇编
我们在学习逆向开发之前,我们要了解一个基本的逆向原理.首先我们是逆向iOS系统上面的APP.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.所以今天我们接下来的课程从非常基础的东西开始讲解.
汇编语言的发展
机器语言
由0和1组成的机器指令。
*加：0100 0000
*减：0100 1000
*乘：1111 0111 1110 0000
*除：1111 0111 1111 0000
汇编语言（assembly language）
使用助记符代替机器语言
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
高级语言（High-level programming language)
C\C++\Java\OC，更加接近人类的自然语言
比如C语言：
*加：A+B 通过编译器 0100 0000
*减：A-B 通过编译器 0100 1000
乘：AB 通过编译器 1111 0111 1110 0000
*除：A/B 通过编译器 1111 0111 1111 0000
我们的代码在终端设备上是这样的过程:
image.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
汇编语言的特点
*可以直接访问、控制各种硬件设备，比如说存储器、CPU等，能极大的发挥硬件的功能
*能够不受编译器的限制，对生成的二进制代码进行完全控制
*目标代码简短，占用内存少，执行数度快
*汇编指令是的助记符,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
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
- 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?
- ++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
- ......
最后来句装13的话
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!
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.
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
必要的常识
-
要想学好汇编,首先需要了解CPU等硬件结构
-
APP/程序的执行过程
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-
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
总线
image.png
- 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
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举个例子
image.png
-
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 ）
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-
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
- 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对其他器件的控制能力、能有多少种控制
做个小练习
- 一个CPU 的寻址能力为8KB,那么它的地址总线的宽度为____
- 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____KB, ____MB,____MB,____GB?
- 8080,8088,8086,80286,80386 的数据总线宽度分别为8根,8根,16根,16根,32根.那么它们一次可以传输的数据为:____B,____B,____B,____B,____B,
- 从内存中读取1024字节的数据,8086至少要读____次,80386至少要读取____次.
答案
image.png
内存
各类存储区的逻辑连接
各类存储器的逻辑连接-物理地址对应图
各类存储器的物理地址情况
- 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
进制
进制的定义
- 八进制由8个符号组成:0 1 2 3 4 5 6 7 逢八进一
- 十进制由10个符号组成:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9逢十进一
- N进制就是由N个符号组成:逢N进一
进制的运算
做个练习
- 八进制运算
- 2 + 3 = __ , 2 * 3 = __ ,4 + 5 = __ ,4 * 5 = __.
- 277 + 333 = __ , 276 * 54 = __ , 237 - 54 = __ , 234 / 4 = __ .
八进制加法表
0 1 2 3 4 5 6 7
10 11 12 13 14 15 16 17
20 21 22 23 24 25 26 27
...
1+1 = 2
1+2 = 3 2+2 = 4
1+3 = 4 2+3 = 5 3+3 = 6
1+4 = 5 2+4 = 6 3+4 = 7 4+4 = 10
1+5 = 6 2+5 = 7 3+5 = 10 4+5 = 11 5+5 = 12
1+6 = 7 2+6 = 10 3+6 = 11 4+6 = 12 5+6 = 13 6+6 = 14
1+7 = 10 2+7 = 11 3+7 = 12 4+7 = 13 5+7 = 14 6+7 = 15 7+7 = 16
八进制乘法表
0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 20 21 22 23 24 25 26 27...
1*1 = 1
1*2 = 2 2*2 = 4
1*3 = 3 2*3 = 6 3*3 = 11
1*4 = 4 2*4 = 10 3*4 = 14 4*4 = 20
1*5 = 5 2*5 = 12 3*5 = 17 4*5 = 24 5*5 = 31
1*6 = 6 2*6 = 14 3*6 = 22 4*6 = 30 5*6 = 36 6*6 = 44
1*7 = 7 2*7 = 16 3*7 = 25 4*7 = 34 5*7 = 43 6*7 = 52 7*7 = 61
实战四则运算
277 236 276 234
+ 333 - 54 * 54 / 4
-------- -------- -------- --------
二进制的简写形式
二进制: 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0
三个二进制一组: 101 110 111 100
八进制: 5 6 7 4
四个二进制一组: 1011 1011 1100
十六进制: b b c
二进制：从0 写到 1111
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
这种二进制使用起来太麻烦，改成更简单一点的符号：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 这就是十六进制了
数据的宽度
数学上的数字，是没有大小限制的，可以无限的大。但在计算机中，由于受硬件的制约，数据都是有长度限制的（我们称为数据宽度），超过最多宽度的数据会被丢弃。
#import <UIKit/UIKit.h>
#import "AppDelegate.h"
int test(){
int cTemp = 0x1FFFFFFFF;
return cTemp;
}
int main(int argc, char * argv[]) {
printf("%x\n",test());
@autoreleasepool {
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}
计算机中常见的数据宽度
- 位(Bit): 1个位就是1个二进制位.0或者1
- 字节(Byte): 1个字节由8个Bit组成(8位).内存中的最小单元Byte.
- 字(Word): 1个字由2个字节组成(16位),这2个字节分别称为高字节和低字节.
-
双字(Doubleword): 1个双字由两个字组成(32位)
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自定义进制符号
练习
- 现在有10进制数 10个符号分别是：2，9，1，7，6，5，4， 8，3 , A 逢10进1 那么： 123 + 234 = ____
十进制: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
自定义: 2 9 1 7 6 5 4 8 3 A
92 99 91 97 96 95 94 98 93 9A
12 19 11 17 16 15 14 18 13 1A
72 79 71 77 76 75 74 78 73 7A
62 69 61 67 66 65 64 68 63 6A
52 59 51 57 56 55 54 58 53 5A
42 49 41 47 46 45 44 48 43 4A
82 89 81 87 86 85 84 88 83 8A
32 39 31 37 36 35 34 38 33 3A
922
那么刚才通过10进制运算可以转化10进制然后查表!但是如果是其他进制.我们就不能转换,要直接学会查表
- 现在有9进制数 9个符号分别是：2，9，1，7，6，5，4， 8，3 逢9进1 那么： 123 + 234 = ____
十进制: 0 1 2 3 4 5 6 7 8
自定义: 2 9 1 7 6 5 4 8 3
92 99 91 97 96 95 94 98 93
12 19 11 17 16 15 14 18 13
72 79 71 77 76 75 74 78 73
62 69 61 67 66 65 64 68 63
52 59 51 57 56 55 54 58 53
42 49 41 47 46 45 44 48 43
82 89 81 87 86 85 84 88 83
32 39 31 37 36 35 34 38 33
922
