Презентация Основы языка ассемблера онлайн

Содержание слайда: Основы языка ассемблера

Содержание слайда: План лекции Устройство компьютера Устройство процессора Режимы работы процессора Регистры процессора Языки ассемблера Формат команд (инструкций) Команды ассемблера Процесс создания программы Адресное пространство процесса Системные структуры и механизмы

Содержание слайда: Основные понятия Ассемблер – транслятор исходного кода программы, на языке ассемблера в машинный код Дизассемблер Машинный код Машинное слово

Содержание слайда: Фон-неймановская архитектура Принцип однородности памяти  Принцип адресности  Принцип программного управления  Принцип двоичного кодирования 

Содержание слайда: Архитектура компьютера ЦПУ Оперативная память (ОЗУ) Северный мост Южный мост BIOS (ППЗУ) Периферийные устройства Системная шина (адреса, данных, управления)

Содержание слайда: Устройство персонального компьютера

Содержание слайда: Процессор Регистры АЛУ RSB Кэш-память (кода и данных) TLB L1, L2, L3

Содержание слайда: Материнская плата

Содержание слайда: Режимы работы процессора Реальный режим (real mode) Защищенный режим (protected mode) Режим виртуального 8086 Режим системного управления (SMM)

Содержание слайда: Кольца защиты (Ring) Ring -2 (Режим системного управления, System Management Mode) Ring -1 (режим гипервизора, Hypervisor mode) Ring 0 (режим ядра, супервизора – ring mode, supervisor mode) Ring 1 Ring 2 Ring 3 (режим пользователя, user mode)

Содержание слайда: Реальный режим Физические адреса от 0 до 1 Мб Макс размер сегмента 64 Кб (16 разр) Использование сегментной адресации

Содержание слайда: Типы данных Двоичные числа Двоично-десятичные числа Неупакованный BCD-формат Упакованный BCD-формат Числа с плавающей точкой Символьный тип

Содержание слайда: Регистры процессора Регистры общего назначения (EAX, EBX, ECX, EDX) Адресные регистры (ESI, EDI, EBP) Управляющие регистры (ESP, EIP, EFLAGS) Сегментные регистры (CS, DS, SS, ES, GS, FS) Регистры управления памятью (GDTR, LDTR, IDTR) Регистры управления (CR0-CR4) Отладочные регистры (DR0-DR7) Машинно-зависимые регистры (MSR)

Содержание слайда: Регистры общего назначения

Содержание слайда: Адресные регистры ESI – индекса источника EDI - регистр индекса результата EBP - регистр указатель стековой базы

Содержание слайда: Регистры состояния ESP - Указатель на вершину стека EIP - Cчетчик команд EFLAGS - Регистр флагов

Содержание слайда: Регистры управления CR0 CR1 CR2 CR3 CR4

Содержание слайда: Регистр EFLAGS / FLAGS

Содержание слайда: Сегментные регистры 16-битные регистры для хранения селекторов сегмента CS – сегмент кода DS – сегмент данных SS – сегмент стека Дополнительные сегменты: ES GS FS

Содержание слайда: Системные регистры GDTR LDTR IDTR TR

Содержание слайда: Регистры x64

Содержание слайда: Порты ввода/вывода (I/O Ports) Используются для взаимодействия с утройствами IN eax, port_num (DX) – чтение из порта OUT port_num(DX), eax- запись в порт

Содержание слайда: MSR–регистры (Model-Specific Registers) Зависят от модели процессора Вызываются только из режима ядра RDMSR – чтение, ECX –номер MSR Результат - EDX:EAX WRMSR Примеры: RDTSC – читает MSR-регистр IA32_TIME_STAMP_COUNTER (0x10) SYSENTER/SYSEXIT, SYSCALL/SYSRET

Содержание слайда: Расширения инструкций процессора Работа с аудио- и видео-данными FPU / NPX MMX MMX Extended 3dNow! 3dNow! Extended SSE SSE2 SSE3 SSSE3 SSE4 AVX

Содержание слайда: Стек ESP – хранит адрес вершины стека EBP – хранит адрес начала стекового фрейма SS – регистр, хранит селектор стека Стек – растет от старших адресов к младшим

Содержание слайда: Языки ассемблера Команды языка соответствуют инструкциям процессора Синтаксисы: Intel AT&T Ассемблеры: MASM NASM FASM TASM GAS

Содержание слайда: Типы команд Арифметические Логические Передачи данных Перехода Пропуска Вызова подпрограммы Возврата из подпрограммы Смешанные

Содержание слайда: Формат команды Поле префиксов Замена сегмента Изменение размерности адреса Изменение размерности операнда Необходимость повторения команды Поле кода операции Поле операндов (от 0 до 2)

Содержание слайда: Пример Префикс Команда Операнды

Содержание слайда: Типы операндов Байт Слово Десятичный операнд Разряд Число Составной операнд

Содержание слайда: Способы адресации [1] Регистровая адресация mov ax, bx Непосредственная адресация mov ax, 2 Прямая адресация mov ax, es:0001 mov ax, ds:word_var (ds – по умолчанию) Косвенная адресация mov ax, [bx] Адресация по базе со сдвигом mov ax, [bx+2] mov eax, [ebp]+2 / mov eax, 2[ebp]

Содержание слайда: Способы адресации [2] Косвенная адресация с масштабированием mov eax, [esi*3]+2 Адресация по базе с индексированием mov ax, [bx+si+2] mov ax, [bx][si]+2 Адресация по базе с индексированием и масштабированием mov edx, es:[eax+ecx*2+4]

Содержание слайда: Порядок байт big-endian, от старшего к младшему (SPARC, TCP/IP) little-endian, от младшего к старшему (x86) bi-endian – переключаемый порядок middle-endian – смешанный порядок

Содержание слайда: Формат хранения переменных

Содержание слайда: ASCII

Содержание слайда: Команды пересылки 1. MOV DST,SRC; переслать (SRC) в (DST). 2. PUSH RP; поместить на вершину стека содержимое пары регистров RP (например push bx). 3. POP RP; снять с вершины стека два байта и поместить в пару RP (например pop ax). 4. XCHG DST, SRC; поменять местами содержимое (DST) и (SRC). Оба операнда не могут быть одновременно содержимым ячеек памяти. 5. XLAT SRC; извлечь из таблицы с начальным адресом SRC байт данных имеющий номер от начала таблицы = (AL), и поместить его в AL. Адрес SRC должен находиться в регистре BX. Другой вариант: XLATB. 6. LEA RP,M; загрузить в регистр RP эффективный адрес (смещение) ячейки памяти с символическим адресом M.

Содержание слайда: Арифметические команды 1. ADD DST, SRC; сложить содержимое SRC и DST и результат переслать в DST. add al, [mem_byte]; mem_byte однобайтовая ячейка памяти add [mem_word], dx; mem_word двухбайтовая ячейка памяти add ch,10001010b; 2. INC DST; увеличить (DST) на 1 (инкремент (DST)). 3. SUB DST, SRC; вычесть (SRC) из (DST) и результат поместить в DST. 4. DEC DST; декремент (DST). 5. CMP DST, SRC; сравнить содержимое DST и SRC. Эта команда выполняет вычитание (SRC) из (DST) но разность не помещает в DST и по результату операции воздействует на флаги.

Содержание слайда: Логические команды и команды сдвига 1. AND DST, SRC; поразрядное логическое "И". 2. OR DST, SRC; поразрядное логическое "ИЛИ". 4. NOT DST; инверсия всех битов приемника. 5. TEST DST, SRC; выполняет операцию AND над операндами, но воздействует только на флаги и не изменяет самих операндов. 6. SHR DST, CNT; логический сдвиг вправо, освобождающиеся слева биты заполняются нулем, крайний правый бит выталкивается во флаг CF. Операнд DST может быть ячейкой 7. SHL DST, CNT; логический сдвиг влево. 8. RLC DST, CNT; циклический сдвиг влево через перенос 9. RRC DST, CNT;циклический сдвиг вправо через перенос 10. ROR DST, CNT;циклический сдвиг влево 11. ROL DST, CNT;циклический сдвиг вправо

Содержание слайда: Использование сдвигов Умножение Деление Работа с 64 переменными

Содержание слайда: Команды передачи управления 1. CALL SUBR; вызов подпрограммы с адресом SUBR; 2. RET; возврат из подпрограммы к оператору следующему непосредственно за CALL, то есть в приведенном выше примере к MOV .. 3. JMP NAME; безусловный переход к команде с символическим адресом NAME. 4. JA NAME или JNBE NAME; условный переход, если, например, в результате сравнения CMP DST, SRC приемник по абсолютной величине больше источника, то перейти к метке name. 5. JB NAME или JNAE NAME; условный переход, если, например, в результате сравнения CMP DST, SRC приемник по абсолютной величине меньше источника, то перейти к метке name (команды п4 и п5 выполняются по результатам выполнения операций над беззнаковыми числами). 6. JZ NAME или JE NAME; перейти, если результат операции влияющей на флаг нуля - нулевой (переход по "нулю"). 7. JNZ NAME или JNE NAME; переход по "не нулю". (команды п6 и п7 выполняются по результатам выполнения операций над числами cо знаком).

Содержание слайда: 2.6 Instruction types Data transfer instructions

Содержание слайда: 2.6 Instruction types Arithmetic instructions

Содержание слайда: 2.6 Instruction types Bit manipulation instructions

Содержание слайда: 2.6 Instruction types String instructions

Содержание слайда: Основные команды CALL / RET JMP PUSH / POP JE / JNE XOR MOV CMP NOP

Содержание слайда: Команды условного перехода

Содержание слайда: Безусловный переход (JMP)

Содержание слайда: NOP No OPeration 0x90

Содержание слайда: Пример E8 – опкод call 8E FE FF FF – аргумент, little-endian ff ff fe 8e = -0x172 (-370) check_pass = 0x40126D – 0x172 + 5 (размер инструкции) = 0x401100

Содержание слайда: Опкоды инструкций Принцип построения

Содержание слайда: Основные инструкции

Содержание слайда: Управляющие структуры: IF-ELSE if <A!=B> then <C=3> else <C=5> mov eax, A cmp eax, B jne then mov C, 5 jmp end then: mov C, 3 end:

Содержание слайда: Управляющие структуры:switch-case

Содержание слайда: Передача параметров: механизм По значению По ссылке По возвращаемому значению По результату По имени Отложенным вычислением

Содержание слайда: Передача параметров: место хранения В регистрах В глобальных переменных В стеке В потоке кода В блоке параметров

Содержание слайда: Структура исполняемого файла Секции: Кода Данных Стека Кучи Неинициализированных переменных (bss)

Содержание слайда: Процесс компиляции

Содержание слайда: Средства отладки Linux: ktrace, gdb, ddd, readelf, nm

Содержание слайда: Средства разработки GCC \ CL VS

Содержание слайда: Адресное пространство процесса: Windows

Содержание слайда: Адресное пространство процесса: Linux

Содержание слайда: Структура стека

Содержание слайда: Стековый кадр Вызов функции call = { “push eip”, jmp func } ret = { “pop eip”, “jmp eip” } Пролог функции push ebp mov ebp, esp Эпилог функции mov esp, ebp pop ebp enter / leave

Содержание слайда: Стековый кадр

Содержание слайда: Стековый кадр: пример

Содержание слайда: Соглашения о вызове (calling convention)

Содержание слайда: Thread Environment Block (TEB) Wow64 процессы в Windows имеют два PEB и два TEB. TEB создается функцией MmCreateTeb, PEB создается функцией MmCreatePeb TEB — структура которая используется для хранения информации о потоках в текущем процессе, каждый поток имеет свой TEB.

Содержание слайда: Thread Environment Block (TEB) [TEB+0] Указатель на первый SEH на стэке. [TEB+4] Указатель на конец области памяти, выделенных на стеке. [TEB+8] Указатель на начало области памяти выделенных на стеке, для контроля исключений переполнения стека. [TEB+18] Адрес текущей TEB. [TEB+30] Адрес PEB.

Содержание слайда: PEB PEB содержит все параметры пользовательского процесса: местоположение главной выполняемой программы указатель/загрузчик данных (может использоваться, для перечисления всех dll/модулей, которые были/могут быть загруженными в процесс) указатель на информацию о динамической памяти (heap - куче)

Содержание слайда: PEB Находится в TIB[0x30], fs:[0x30]

Содержание слайда:

Содержание слайда: Системные таблицы SSDT IDT LDT

Содержание слайда: Системные вызовы INT 2e SYSENTER/SYSEXIT, SYSCALL/SYSRET ntdll_KiFastSystemCall Номер в таблице SSDT CreateFile->NtCreateFile->ZwCreateFile

Содержание слайда: Литература Зубков С.В. Assembler для DOS, Windows и Unix Касперски К., Рокко Е. Искусство дизассемблирования Юричев Д. Reverse Engineering для начинающих