arm64匯編篇-05函數的本質及實例分析

函數的參數和返回值:

ARM64下,函數的參數是存放在X0到X7(W0到W7)這8個寄存器里面的.如果超過8個參數,就會入棧.

函數的返回值是放在X0 寄存器里面的.

這些是系統規定的,也正是這些規則我們才能逆向去解析別人的代碼。

函數的局部變量:

函數的局部變量放在棧里面。這個大家都知道,下面我們建個項目來研究下函數執行的匯編代碼。

堆棧操作例子:

使用32個字節空間作為這段程序的棧空間,然后利用棧將x0和x1的值進行交換.

以下代碼[ ]中括號表示取指向的地址因為棧是從高地址向低地址開辟的所以用sub減地址內存,但是讀寫是從低地址向高地址的所以sp會指向到需要讀寫地址的前面,而通用寄存器為31個不變0-28 fp lr,所以寄存器會不斷和內存交互存取值。

str stp是將數據從寄存器中取出存到內存,ldr ldp 是將數據從內存讀取出來存到寄存器,所以一下操作是在sp開辟的棧內高地址先將寄存器x0 x1中的數據先存到對應的內存中,然后將對應寄存器中的數據存到寄存器中不同的是換了寄存器的存儲順序,從而實現寄存器中的數據交換。理解這個實例后下面的理解就方便多了。

sub? ? sp, sp, #0x20 ;拉伸棧空間32個字節

stp? ? x0, x1, [sp, #0x10] ;sp往上加16個字節,存放x0 和 x1

ldp? ? x1, x0, [sp, #0x10] ;將sp偏移16個字節的值取出來,放入x1 和 x0

add sp,sp,#0x20; 棧平衡即釋放開辟的空間

實例:

注:執行代碼都需要連真機執行5s以上型號。模擬器是x86的系統架構跟arm64有區別。

1.創建Demo->command + n -> 選擇如下圖Assembly File匯編文件創建。

2.在文件中寫下如下代碼:

.text.global _suma

_suma:?

? add x0,x0,x1? ?

ret


上面代碼是棧的簡化版將棧平衡,入棧等操作去掉,但是結果是一樣的。

3.去掉runLoop循環如下圖寫一個系統的函數方法sum,再聲明匯編代碼聲明的函數suma。

/** 匯編代碼 執行自定義匯編文件中的代碼 */

int suma(int a , int b);

/** 系統方法 自動創建匯編代碼 */

int sum(int a,int b)

{? ?

return a + b;

}

int main(int argc, char * argv[])

{? ? int assembly =? suma(10, 20);

? ? printf("自定義匯編結果%d\n",assembly);? ?

int system = sum(10, 20);?

? printf("系統生成的匯編%d",system);

return 0;

}

左下角點擊auto 切換成all 來查看寄存器。 如圖打印結果一致。

4.將debug -> Debug Overflow -> Always Show DisAssembly 選中運行查看混編代碼。如果想恢復再點下就可以了。如下圖


?5.查看自定義方法匯編語言。

斷點打在main函數入口處,會出現以下界面:

bl是將下一步地址存儲進lr寄存器(上一篇03篇介紹過)同時也是意味著將要進入函數因為其操作是在進入函數之前保存出來后執行的地址。代碼后面suma為即將進入的函數的函數名。

下圖為suma的函數匯編也是自定義的函數匯編。如下圖

可以看出suma為我們自定義函數所執行的匯編代碼為我們自己寫的匯編代碼。代碼含義是將x0、x1寄存器的和賦值給x0寄存器并且反回。

6.解析系統匯編代碼:如上圖main函數匯編代碼找到25行的sum函數為系統自動生成的匯編代碼。如下圖:

系統的匯編代碼比自定義的匯編代碼多了棧平衡操作和寄存器內存參數存取操作,存取操作是多余的系統默認會把參數放置x0、x1寄存器中。但是這僅僅是因為在調試環境會這樣在正式環境會對匯編代碼優化不會有類似多余的廢操作。


函數的本質實例:參數及返回值系列

1.聲明多參數函數:如下代碼mian函數打斷點

/** 多參數函數 超過寄存器存儲參數個數實例 */

int params(int a, int b,int c,int d,int e,int f,int g,int h,int i,int j){?

? return a + b + c + d + e + f + g + h + i + j;

}

int main(int argc, char * argv[]) {

? ? int param = params(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10); //因為是十六進制所以這邊參數選擇最簡單的數字方便看匯編的時候對應具體參數,查看內存對應值就能找到對應的參數。

????return 0;

}

2.真機運行得到以下界面:

3.解析代碼邏輯上圖已經注釋很清楚了,下面畫一個內存圖解析匯編代碼的操作。


如上圖函數的調用最后是將參數存入x0(w0)-x7(w7)中多余的存儲在棧空間中,

同時棧空間并不是僅僅存儲參數同時還對需要進行保護的寄存器進行內存保護最中返回結果是通過x0給出的。

4.函數運算補充:

葉子函數運算器開辟棧空間根據參數個數和內部局部變量的個數決定,如果函數中涉及到跳轉(非葉子函數)其代碼開始需要對x30進行保護(一般x29x30入棧)會多開辟一個16字節空間,這邊不做介紹。

應用:

以上例子是為今后的逆向分析做準備,比如一般參數返回值會放在x0中那么我們可以根據oc消息機制來逆向查找對象和方法:

msgSend(self,@selector(viewDidLoad));

通過這個方法我可以通過x0 x1找到對象及方法。


至此函數的簡單匯編運算就介紹完了,下一篇簡單介紹下嵌套函數的匯編執行稍微復雜點但是有助于大家更好的理解混編原理。

純手打手畫希望對大家有幫助。

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