Все эти команды на самом деле не существуют и приводят к вызову прерывания INT06h. Не так очевидно, правда? И еще менее очевидно обращение к регистрам DR4-DR5. При обращении к ним исключения не генерируется. Между прочим, IDA Pro 3.84 дизассемблирует не все регистры. Зато великолепно их ассемблирует (кстати, ассемблер этот был добавлен другим разработчиком).

Пользуясь случаем, акцентируем внимание на сложностях, которые подстерегают при написании собственного ассемблера (дизассемблера). Документация Intel местами все же недостаточно ясна (как в приведенном примере), и неаккуратность в обращении с ней приводит к ошибкам, которыми может воспользоваться разработчик защиты против хакеров.

Теперь перейдем к описанию режимов адресации микропроцессоров Intel. Тема очень интересная и познавательная не только для оптимизации кода, но и для борьбы с отладчиками.

Первым ключевым элементом является байт modR/M.

Как отмечалось выше, по байту modR/M нельзя точно установить регистры. В зависимости от кода операции и префиксов размера операндов, результат может коренным образом меняться.

Биты 3-5 могут вместо определения регистра уточнять код операции (в случаи, если один из операндов представлен непосредственным значением). Младшие три бита всегда либо регистр, либо способ адресации, что зависит от значения 'mod'. А вот биты 3-5 никак не зависят от выбранного режима адресации и задают всегда либо регистр, либо непосредственный операнд.

Формат поля R/M, строго говоря, не документирован, однако достаточно очевиден, что позволяет избежать утомительного запоминания совершенно нелогичной на первый взгляд таблицы адресаций (таблица 3).

Возможно, кому-то эта схема покажется витиеватой и трудной для запоминания, но зубрить все режимы без малейшего понятия механизма их взаимодействия еще труднее, кроме того, нет никакого способа себя проверить и проконтролировать ошибки.

Действительно, в поле R/M все три бита тесно взаимосвязаны, в отличии от поля mod, которое задает длину следующего элемента в байтах.

Разумеется, не может быть смещения 'offset 12', (т.к. процессор не оперирует с полуторными словами), а комбинация '11' указывает на регистровую адресацию.

Может возникнуть вопрос, как складывать с 16-битным регистром 8 битное смещение? Конечно, непосредственному сложению мешает несовместимость типов, поэтому процессор сначала расширяет 8 бит до слова с учетом знака. Поэтому, диапазон возможных значений составляет от —127 до 127. (или от —0x7F до 0x7FF).

Все вышесказанное проиллюстрировано в приведенной ниже таблице 3. Обратим внимание на любопытный момент — адресация типа [BР] отсутствует. Ее ближайшим эквивалентом является [BР + 0]. Отсюда следует, что для экономии следует избегать непосредственного использования BР в качестве индексного регистра. BР может быть только базой. И mov ax,[bp] хотя и воспринимается любым ассемблером, но ассемблируется в mov ax,[bр+0], что на байт длиннее.

Исследовав приведенную ниже таблицу 1, можно прийти к выводу, что адресация в процессоре 8086 была достаточно неудобной. Сильнее всего сказывалось то ограничение, что в качестве индекса могли выступать только три регистра (BX, SI, DI), когда гораздо чаще требовалось использовать для этого CX (например, в цикле) или AX (как возвращаемое функцией значение).

Поэтому, начиная с процессора 80386 (для 32-разрядного режима), концепция адресаций была пересмотрена. Поле R/M стало всегда выражать регистр независимо от способа его использования, чем стало управлять поле 'mod', задающие, кроме регистровой, три вида адресации:

Видно, что поле 'mod' по-прежнему выражает длину следующего поля — смещения, разве что с учетом 32-битного режима, где все слова расширяются до 32 бит.

Напомним, что с помощью префикса 0x67 можно и в 16-битном режиме использовать 32-битный режимы адресации, и наоборот. Однако, при этом мы сталкиваемся с интересным моментом — разрядность индексных регистров остается 32-битной и в 16-битном режиме!

В реальном режиме, где нет понятия границ сегментов, это действительно будет работать так, как выглядит, и мы сможем адресовать первые 4 мегабайта памяти (32 бита), что позволит преодолеть печально известное ограничение размера сегмента 8086 процессоров в 64К. Но такие приложения окажутся нежизнеспособными в защищенном или V86 режиме. Попытка вылезти за границу 64К сегмента вызовет исключение 0Dh, что приведет к автоматическому закрытию приложения, скажем, под управлением Windows. Аналогично поступают и отладчики (в том числе и многие эмуляторы, включая cuр386).

Сегодня актуальность этого приема, конечно, значительно снизилась, поскольку «голый DOS» практически уже не встречается, а режим его эмуляции Windows крайне неудобен для пользователей.

Изучив эту таблицу, можно прийти к заключению, что система адресации 32-битного режима крайне скудная, и ни на что серьезное ее не хватит. Однако, это не так. В 386+ появился новый байт SIB, который расшифровывается 'Scale-Index Base'.

Процессор будет ждать его вслед за R/M всякий раз, когда последний равен 100b. Эти поля отмечены в таблице как '[-]'. SIB хорошо документирован, и назначения его полей показаны на рисунке 6. Нет совершенно никакой необходимости зазубривать таблицу адресаций.

'Base' это базовый регистр, 'Index' — индексный, а два байта 'Scale' — это степень двойки для масштабирования. Поясним введенные термины. Ну, что такое индексный регистр, понятно всем. Например SI. Теперь же в качестве индексного можно использовать любой регистр. За исключением, правда, SР; впрочем, можно выбирать и его, но об этом позже.

Базовый регистр, это тот, который суммируется с индексным, например, [BР+SI]. Аналогично, базовым теперь может быть любой регистр. При этом есть возможность в качестве базового выбрать SР. Заметим, что если мы выберем этот регистр в качестве индексного, то вместо 'SР' получим — «никакой»: в этом случае адресацией будет управлять только базовый регистр.

Ну и, наконец, масштабирование — это уникальная возможность умножать индексный регистр на 1,2,4,8 (т.е. степень двойки, которая задается в поле Scale). Это очень удобно для доступа к различным структурам данных. При этом индексный регистр, являющийся одновременно и счетчиком цикла, будет указывать на следующий элемент структуры даже при единичном шаге цикла (что чаще всего и встречается). В таблице 4 показаны все возможные варианты значений байта 'SIB'.

Если при этом в качестве базового регистра будет выбран EBР, то полученный режим адресации будет зависеть от поля MOD предыдущего байта. Возможны следующие варианты:

Итак, мы полностью разобрались с кодировкой команд. Осталось лишь выучить непосредственно саму таблицу кодов, и можно отправляться в длинный и тернистый путь написания собственного дизассемблера.

За это время, надеюсь, у вас разовьются достаточные навыки для ассемблиро-вания/дизассемблирования в уме. Впрочем, есть множество эффективных приемов, позволяющих облегчить сей труд. Ниже я покажу некоторые из них. Попробуем без дизассемблера взломать crackme01.com. Для этого даже не обязательно помнить коды всех команд!

Итак, для начала поищем, кто выводит текст 'Crack me… Туре password:'. В самом файле начало текста расположено со смещением 77h. Следовательно, учитывая, что com файлы загружаются, начиная со смещения 100h, эффективное смещение, равняется 100h+77h=177h. Учитывая обратное расположение старших и младших байт, ищем в файле последовательность 77h 01h.

Вот она! Но что представляет собой код 0BAh? Попробуем определить это по трем младшим битам. Они принадлежат регистру DL(DX). А 0B4h 09h — это *AH,9. Теперь нетрудно догадаться, что оригинальный код выглядел как:

И это при том, что не требуется помнить код команды MOV! (Хотя это очень распространенная команда и запомнить ее код все же не помешает).

Вызов 21-го прерывания 0CDh 21h легко отыскать, если запомнить его символьное представление '=!' в правом окне дампа. Как нетрудно видеть, следующий вызов INT21h лежит чуть правее по адресу 0Ch. При этом DX указывает на 0156h. Это соответствует смещению 056h в файле. Наверняка эта функция читает пароль. Что ж, уже теплее. Остается выяснить, кто и как к нему обращается. Ждать придется недолго.

При разборе байта 0Eh не забудьте, что адресации [BР] не существует в природе. Вместо этого мы получим [offset16]. На размер регистра и приемник результата указывают два младших бита байта 08Ah. Они равны 10b. Следовательно, мы имеем дело с регистром CL, в который записывается содержимое ячейки [0156h].

Все, знакомые с ассемблером усмотрят в этом действии загрузку длины пароля (первый байт строки) в счетчик. Неплохо для начала? Мы уже дизассемблировали часть файла и при этом нам не потребовалось знание ни одного кода операции, за исключением, быть может, 0CDh, соответствующего команде 'INT.

Вряд ли мы скажем, о чем говорит код 087h. (Впрочем, обращая внимание на его близость к операции NOP, являющейся псевдонимом 'XCHGAX,AX', можно догадаться, что 087h — это код операции XCHG). Обратим внимание на связанный с ним байт 0F2h:

Как не трудно догадаться, эта команда заносит в SI смещение пароля, содержащиеся в DX. Этот вывод мы делаем, только исходя из смыслового значения регистров, полностью игнорируя код команды. К сожалению, этого нельзя сказать о следующем байте — 0ACh. Это код операции LODSB, и его придется просто запомнить.

0x02 — это код ADD, а следующий за ним байт — это AH,AL(не буду больше повторять, как это было получено).

0xE2 — это код операции LOOP, а следующий за ним байт — это знаковое относительное смещение перехода.

Чтобы превратить его в знаковое целое, необходимо дополнить его до нуля, (операция NEG, которую большинство калькуляторов не поддерживают). Тот же самый результат мы получим, если отнимем от 0100h указанное значение (в том случае, если разговор идет о байте). В нашем примере это равно пяти. Отсчитаем пять байт влево от начала следующей команды. Если все сделать правильно, то вычисленный переход должен указывать на байт 0ACh (команда LODSB), впрочем, последнее было ясно и без вычислений, ибо других вариантов, по-видимому, не существует.

Почему? Да просто данная процедура подсчета контрольной суммы (или точнее хеш-суммы) очень типична. Впрочем, не стоит всегда полагаться на свою интуицию и «угадывать» код, хотя это все же сильно ускоряет анализ.

С другой стороны, хакер без интуиции — это не хакер. Давайте применим нашу интуицию, чтобы «вычислить», что представляет собой код следующей команды. Вспомним, что 0B4h (10110100b) — это MOV AH,imm8.

0BEh очень близко к этому значению, следовательно, это операция MOV. Осталось определить регистр-приемник. Рассмотрим обе команды в двоичном виде:

Как уже говорилось выше, младшие три бита — это код регистра. Однако, его невозможно однозначно определить без утончения размера операнда. Обратим внимание на третий (считая от нуля) бит. Он равен нулю для AH и единице в нашем случае. Рискнем предположить, что это и есть бит размера операнда, хотя этого явно и не уточняет Intel, но вытекает из самой архитектуры команд и устройства декодера микропроцессора.

Обратим внимание, что это, строго говоря, частный случай, и все могло оказаться иначе. Так, например, четвертый справа бит по аналогии должен быть флагом направления или знакового расширения, но увы — таковым в данном случае не является. Четыре левые бита это код операции 'mov reg,imm'. Запомнить его легко — это «13» в восьмеричном представлении.

Итак, 0BEh 03Bh 001h — это MOV SI,013Bh. Скорее всего, 013bh — это смещение, и за этой командой последует расшифровщик очередного фрагмента кода. А может быть и нет — это действительно смелое предположение. Однако, байты 030h 024h это подтверждают. Хакеры обычно так часто сталкиваются с функций xor, что чисто механически запоминают значение ее кода.

Не трудно будет установить, что эта последовательность дизассемблируется как XOR [SI],AH. Следующий байт 046h уже нетрудно «угадать» — INC SI. Кстати, посмотрим, что же интересного в этом коде:

Третий бит равен нулю! Выходит команда должна выглядеть как INC AH! (Что кстати, выглядит непротиворечиво смысле дешифровщика). Однако, все же это INC SI. Почему мы решили, что третий бит — флаг размера? Ведь Intel этого никак не гарантировала! А команда 'INC byte' вообще выражается через дополнительный код, что на байт длиннее.

Выходит, что как ни полезно знать архитектуру инструкций, все же таблицу кодов команд хотя бы местами надо просто выучить. Иначе можно впасть в глубокое заблуждение и совершить грубые ошибки. Хотя с другой стороны, знание архитектуры порой очень и очень помогает.

Kris