【C语言】汇编语言对照分析

admin 2022年6月8日06:19:41安全开发评论10 views2283字阅读7分36秒阅读模式

     游戏通常会包含各种各样的功能,如战斗系统、UI渲染经济系统、生产系统等每个系统又包含各式各样子功能,如伤害判定、施法、使用道具、角色移动玩家之间交易等等这些游戏功能在代码实现中往往少不了条件断(如伤害判定)、循环(遍历物品列表,播放游戏动画)等。

 

       在逆向过程中如果可以从汇编语言识别对应的语法结构,在分析过程中将汇编代码转换为C语言语法结构,可以帮助对程序执行流程的理解。

 

下面分别介绍最常见的逻辑语法结构:

a) if...else

b) switch...case

c) forwhile

文中使用的反汇编工具为IDA

 

一、 if...else


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汇编代码:

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if...else结构比较固定,通常包含cmp指令jcc指令以及满足条件后执行的指令块。

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if...else结构可以串联,串联后的if...else有明显的代码块边界,逆向工具通常可以代码块标识出来(图中虚线)。

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二、 switch...case


1. 一个简单switch...case


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汇编代码


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上图显示了switch...case基本的结构a) 跳转表达式;b) 分支代码;c) 跳转


a) 跳转表达式


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其中loc_401235代码对应switch...casedefault分支。

nGameEvent > 4跳转到loc_401235代码,即default分支。

nGameEvent <= 4时,根据转表达式进行跳转

jmp     ds:off_40123C[nGameEvent*4]

其中off_40123C跳转表地址,跳转表中每一项代表一个32位地址(4个字节)当nGameEvent为0按第一项地址跳转,当nGameEvent1按第二项地址跳转,依次类推。

b) 分支代码


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各个分支的处理逻辑都在这里,示例代码中仅仅简单的调用对应函数。
(PS这里用jmp而不用call是编译器优化的结果

c) 跳转


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跳转实际是一个地址数组,存放了每个跳转分支地址(32位绝对地址),nGameEvent为0时,跳转表达式读取数组中第一数据(0x0040121C),即

.text:0040121C E9 8F FF FF+     jmp     [email protected]@YAXXZ

调用DoLogin函数。

(PS: 实际运行时,由于随机化基址,调试器看到的跳转表内容可能与静态分析时不同,这是重定位引起的,关于重定位的原理可以参考相关文档,这里不再详述)


2. 不连续的switch...case


上面的示例case的值是连续的,因此跳转表比较规则。在实际使用中可能会遇到不规则的case值,如下图:


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汇编代码:

【C语言】汇编语言对照分析

 

上面的代码有两个特点:

i. 最小case值非0
上图中最小case值为3,为了不浪费跳转表空间,编译器将索引值减去3保证最小的case值对应跳转表中的第一项

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ii. case值不连续
编译在跳转表间隔中插入default跳转,保证逻辑正确。(以空间换取时间)

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3. 双重跳转表


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汇编代码:

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相对于个示例此处case值间隔更大。如果按照之前的方法,跳转表的大小需要(110-30 + 1* 4 = 324字节,用内存空间大。

编译为了节省空间,使用了双跳转:跳转间接跳转表其中跳转表与之前介绍的跳转表一致,而间接跳转表保存的不是分支地址而是索引值,指向跳转表中的索引。

跳转表

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间接跳转表:

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进入switch...case,先算根据间接跳转表获得索引号,再根据索引号查找跳转表获取实际分支地址。

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使用双重跳转表后,实际占用空间:5*4 +11– 30 + 1= 101字节,大大减少空间占用。


4. swtich...case退化


当case值间隔过大,使用跳转表双重跳转表消耗的空间太大,编译器会将switch...case退化为if...else如下图:

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汇编代码:

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这里没有跳转表结构,只剩下cmp/jcc指令可见编译器已经将swtich...case转换为等价的if...else。但在转换过程中,编译还是做了力所能及的优化通过二叉查找加快跳转分支查找。


5. 嵌套switch...case


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汇编代码:

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可以看出嵌套的switch...case结构在汇编代码上是相对独立的,外和内switch结构有各自的跳转表。

外层跳转表:

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内存跳转表双重跳转表):

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根据跳转表中的地址项,也可以清楚的区分外层和内层的跳转分支


三、 循环语句


a) for循环

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汇编代码:

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其中nop dword ptr[eax+00h] 指令对齐,没有实际意义。循环的汇编实现为:

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b) while循环

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汇编代码

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其中nop dword ptr[eax+eax+00h] 指令对齐,没有实际意义循环的汇编实现为:

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上面可以看出,for和while结构汇编实现几乎一摸一样仅仅是使用的寄存器有些区别。实际逆向过程中循环映射为for或者while结构都是可以的。同时还可以看出,循环有个明显的特征往回转(向地址小的方向跳转),大部分情况下遇到往回跳转指令就是循环极少数如编译器代码结构优化生成的往回跳转不是循环除外

 

四、 总结


语法结构对应汇编代码编译器有很大关系,同一份源代码不同编译器生成的汇编代码结构不一样;即使是同一个编译器,不同的编译选项生成的汇编代码结构也不尽相同。需要逆向过程中慢慢熟悉编译器的特性。




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原文始发于微信公众号(游戏安全实验室):【C语言】汇编语言对照分析

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