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Windows X64汇编入门(2)

tankaiha

    五一长假就要结束了,总算有时间好好睡了几个懒觉。今天醒来后想到的第一件事就是,该写第二篇了。
    64位技术现在还不成熟,没有好调试器,但是我们搞技术的总是对新东西充满了好奇和热情。这个理由就足够我们现在开始学习64位汇编了!OK,Let’s go on。

1.        再说Calling convention
    关于API的调用方式,在入门(1)中说了一些,不过感觉有必要再讲两点。一是在调用API时椎栈的框架,也就是Stack Frame,二是利用反汇编64位C/C++程序来研究calling convention。
    先说Stack Frame。图1是一个通用的椎栈框架。


    在一个使用STDCALL的32位程序中,stack frame的四项工作:
(1)        传入参数的调用;
(2)        在返回caller时,callee要负责平衡椎栈;
(3)        给局部变量提供空间;
(4)        保证ebx、esi、edi和ebp四个寄存器的值不变(这种寄存器被称为non-volatile)。
在64位环境中,少了一个平衡椎栈的任务,因为平衡椎栈的工作由caller负责了,因此callee的stack frame只剩下三项工作:
(1)        将寄存器传入的参数和其它超过4个以上的参数在椎栈上保存(入栈);
(2)        给局部变量提供空间;
(3)        保证non-volatile寄存器的值不变,包括ebp、ebx、rdi、rsi、r12到r15,xmm6到xmm15。

    所以,在一个函数的开始往往有如下代码:

        MOV [RSP+8h],RCX
        MOV [RSP+10h],RDX
        MOV [RSP+18h],R8
        MOV [RSP+20h],R9
        PUSH RBP
        MOV RBP,RSP

    而在返回时会有如下代码:
        LEA RSP,[RBP]
        POP RBP
        RET

    图2摘自GoASM的帮助文档,上文描述的情况在图中一目了然。


    如果能在VC中编译64位C/C++程序,再用IDA反汇编,不是挺好的吗?正确,这正是我们玩儿逆向工程的人喜欢的方法。Visual Studio 2005的64位开发环境设置网上有,这里不多说了。以一个C/C++的代码为例:
 

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// Message handler for about box.

INT_PTR CALLBACK About(HWND hDlg, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)

{

    UNREFERENCED_PARAMETER(lParam);

    switch (message)

    {

    case WM_INITDIALOG:

        return (INT_PTR)TRUE;

 

    case WM_COMMAND:

        if (LOWORD(wParam) == IDOK || LOWORD(wParam) == IDCANCEL)

        {

            EndDialog(hDlg, LOWORD(wParam));

            return (INT_PTR)TRUE;

        }

        break;

    }

    return (INT_PTR)FALSE;

}



    这段代码是一个地球人都知道的窗口消息处理代码,在编译为64位程序后,用ida64看一下它的反汇编。这样,熟悉而又有点陌生的64位汇编代码就出来了,包括消息的判断,EndDialog的调用等,确实很方便。


2.        第二个汇编例子:SMC
    在入门(1)中我们写了第一个64位的汇编程序,这里我们开始写第二个。当然,代码本身还是有点意思的,这就是Self Modify Code。让我们试一试SMC在64位下进行的如何?这还牵涉到vista的特性。代码来自修改过的参考资料《About RIP relative addressing》。

DATA SECTION
testzero    db 'eax值为0', 0
testnonzero  db 'eax值不为0!', 0
testtitle db '测试or eax,eax指令', 0
oldprotect dd ?

CODE SECTION
Start:
  ;改变当前内存页的保护为可写
  sub rsp,28h
  lea r9, oldprotect        ; R9  = lpflOldProtect
  mov r8d, 40h              ; R8D = flNewProtect
  mov rdx, 1                ; RDX = dwSize
  lea rcx, modifyhere ; RCX = lpAddress
  call VirtualProtect
  add rsp,28h

  lea rax,modifyhere
  inc B[rax]

  xor eax,eax
  or eax,eax
  ;如果eax为0,则or指令会使jz跳转

  lea rax, testzero
modifyhere:
  jz >.skip        ;这个是GoASM的语法,>号表示后面代码中的label
  lea rax, testnonzero

.skip                ;GoASM中的label这样定义

  ; 显示结果
  sub rsp,28h
  mov r9d, 0         ; R9D = UINT uType
  lea r8,  testtitle ; R8  = LPCTSTR lpCaption
  mov rdx, rax       ; RDX = LPCSTR lpText
  mov rcx, 0         ; RCX = HWND hWnd
  call MessageBoxA
  mov ecx, eax       ; ECX = UINT uExitCode
  call ExitProcess
  add rsp,28h

  ret

    代码的执行流程如下:将eax赋0,然后进行or eax,eax,如果不修改代码,则jz处会跳转,结果会显示“eax值为0”。我们的任务就是把jz改为jnz。jz的十六进制编码为74,jnz为75。
编译一下:
GoASM /x64 “2.1.asm”
GoLink “2.1.obj” kernel32.dll user32.dll
    因为我们加入了下面两句代码:
  lea rax,modifyhere
  inc B[rax]
    所以jz为in为jnz了。结果显示如下图所示。注意,GoASM中byte ptr简写为B。当然,你可以把上面两句指令删除,那出来的就完全是另一个结果了。


3.        资源文件
    本文的最后一节来讲下带资源的程序编译。由于GoASM有自己的编译器GoRC,而visual studio中是rc,因此我们将分别用两种语法编写,看一下两个编译器中的相同与不同。
先按下面的代码建立MainDlg.rc,这个rc文件是两个例子通用的,代码来自RadASM的32位默认模板代码,其实就是一个对话框,没有添加任何控件:
 

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#define IDD_DLG1 1000

IDD_DLG1 DIALOGEX 6,6,194,106

CAPTION "我的第一个DialogBox"

FONT 8,"MS Sans Serif"

STYLE 0x10CF0000

EXSTYLE 0x00000000

BEGIN

END


    来看一下GoASM语法的文件,其中用了很多GoASM的宏语法,不熟悉的可以看下帮助文件。我们把它保存为2.2.asm。
;##################################################################
; DIALOGAPP
;##################################################################

;暂时没有完整的include文件,我们把要用的自己添加进来
#Define WM_INITDIALOG               00110H
#Define WM_DESTROY                  00002H
#Define WM_COMMAND                  00111H
#Define WM_CLOSE                    00010H

#IFNDEF FALSE
        #Define FALSE               0
#ENDIF

#IFNDEF TRUE
        #Define TRUE                1
#ENDIF

CONST SECTION
        IDD_DLG1        equ                1000

DATA SECTION
        hInstance        DQ                ?

CODE SECTION

Start:
        ;invoke是GoASM调用API的宏,用不着我们自己进行stack frame了
        invoke GetModuleHandleA, 0
        mov [hInstance],rax
        invoke InitCommonControls
        invoke DialogBoxParamA,[hInstance],IDD_DLG1,0,ADDR DlgProc,0
        invoke ExitProcess,0

;FRAME是GoASM的宏
DlgProc FRAME hwnd,uMsg,wParam,lParam
        mov eax,[uMsg]
        cmp eax,WM_INITDIALOG
        jne >.WMCOMMAND

                jmp >.EXIT

        .WMCOMMAND
        cmp eax,WM_COMMAND
        jne >.WMCLOSE

                jmp >.EXIT

        .WMCLOSE
        cmp eax,WM_CLOSE
        jne >.DEFPROC
                INVOKE EndDialog,[hwnd],0

        .DEFPROC
                mov eax,FALSE
                ret

        .EXIT

        mov eax, TRUE
        ret
ENDF

    编译时有个很奇怪的问题,就是要把资源文件编译成.obj格式才能顺利链接。命令行如下:
GoRC /machine x64 /o maindlg.rc
GoASM /x64 2.2.asm
GoLink “2.2.obj” maindlg.obj kernel32.dll user32.dll comctl32.dll
生成了2.2.exe后,运行,如下图所示:



    下面,看一下ml64的编译过程。rc文件不变,把下面的代码保存为2.3.asm。
;##################################################################
; DIALOGAPP
;##################################################################

extrn GetModuleHandleA : proc
extrn MessageBoxA : proc
extrn InitCommonControls : proc
extrn DialogBoxParamA : proc
extrn DestroyWindow : proc
extrn ExitProcess : proc
extrn EndDialog : proc

.const
WM_INITDIALOG       equ        00110H
WM_DESTROY          equ        00002H
WM_COMMAND          equ        00111H
WM_CLOSE            equ        00010H
FALSE               equ 0
TRUE                    equ 1

IDD_DLG1        equ                1000

.data?
        hInstance        qword                ?

.code

Main proc
        ;invode是GoASM调用API的宏,用不着我们自己进行stack frame了
        sub rsp,30h
        xor rcx,rcx
        call GetModuleHandleA
        mov [hInstance],rax
        call InitCommonControls

        mov rcx,[hInstance]
        mov rdx,IDD_DLG1
        xor r8,r8
        lea r9,DlgProc
        push 0
        call DialogBoxParamA
               
        xor rcx,rcx
        call ExitProcess
        add rsp,30h
        ret
Main endp

;DlgProc FRAME hwnd,uMsg,wParam,lParam
DlgProc:
        mov [rsp+8],rcx
        mov [rsp+10h],rdx
        mov [rsp+18h],r8
        mov [rsp+20h],r9
        push rbp
        mov rbp,rsp
       
        mov eax,edx
        cmp eax,WM_INITDIALOG
        jne WMCOMMAND

                jmp EXIT

        WMCOMMAND:
        cmp eax,WM_COMMAND
        jne WMCLOSE

                jmp EXIT

        WMCLOSE:
        cmp eax,WM_CLOSE
        jne DEFPROC
               
                sub rsp,18h
                xor rdx,rdx
                ;注意,这里第一个参数rcx未变。按理应该是由rbp定位
                mov rcx,[rbp+10h]
                call EndDialog
                add rsp,18h

        DEFPROC:
                pop rbp
                mov eax,FALSE
                ret

        EXIT:
        pop rbp
        mov eax, TRUE
        ret
end

    编译命令行为:
rc maindlg.rc
ml64 2.3.asm /link /subsystem:windows /entry:Main kernel32.lib user32.lib comctl32.lib maindlg.res
    如果你编译正确了,应该和2.2.exe的运行结果一样。
    和GoASM的宏比起来,ml64的语法显得更低级,也更基础。不过要注意的是,在2.3.asm中,很多语法我并没有写得很规范,要想知道最规范的代码,便是逆向高级语言或GoASM 生成的exe文件。

    OK,第二篇就到这里了。五一长假将在今晚结束,明天上班喽。

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