Programok működése dióhéjban

Átírás

1 Programok működése dióhéjban Intel x68 Izsó Tamás október 30. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 1

2 Section 1 Fordítás Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 2

3 authenticate.c 1 // cl /GS- authenticate.c 2 #include <stdio.h> 3 4 int verify_password(char* username, char* password) { 5 /* Csak a próba kedvéért! */ 6 if( strcmp(username,"tomi") == 0 && 7 strcmp(password,"csillag") == 0 ) return 1; 8 return 0; 9 } void log(const char* fmt, const char* msg) { 12 fprintf(stderr,fmt, msg ); 13 } Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 3

4 authenticate.c 15 int authenticate(char *username, char *password) { 16 int authenticated; 17 char buffer[1024]; 18 authenticated = verify_password(username, password); 19 if(authenticated == 0) { 20 sprintf(buffer, 21 "password is incorrect for user %s\n", 22 username); 23 log("%s", buffer); 24 } 25 return authenticated; 26 } main(int argc, char* argv[] ) { 29 int res; 30 if( argc < 3 ) return 100; 31 res = authenticate( argv[1], argv[2] ); 32 printf("password : %s\n", res? "OK" :"No!" ); 33 return 0; 34 } Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 4

5 Kérdés Az előző program biztonságos?? Attól függ, hogy miként fut le a program. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 5

6 Program értelmezése i n t authenticate ( char username, char password ) { i n t authenticated ; char b u f f e r [ 1024]; a u t h e n t i c a t e d = verify_password ( username, password ) ; i f ( a u t h e n t i c a t e d == 0) { s p r i n t f ( b u f f e r, " password is incorrect for user %s \ n ", username ) ; log ( "%s ", b u f f e r ) ; } return authenticated ; } Fordító Input: tomi csillag Output: Password : OK A Fordító és a számítógép értelmezi a forrásprogramot. Mi a jelentése a programsoroknak (szövegnek). Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 6

7 Bináris futtatható program Input Forrás program Fordító Gépi kód Output Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 7

8 Támadás megtervezése A támadó célja a számítógép felett átvenni a felügyeletet. Megvalósítás: 1 A támadást végrehajtó kód bejuttatása a számítógépre. Kivitelezés: A támadó input ablakba beírja a gépi kódú programot. A támadó preparált film, kép, mp3 fájl segítségével juttatja be a kártékony programot. stb. 2 A támadó eltéríti a program futását, és ráadja a vezérlést a bejuttatott kódra. 3 A kártékony program célja elérése érdekében használja a feltört számítógép erőforrásához. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 8

9 Kulcskérdések Rendszeresen frissített operációs rendszer esetén a bejuttatott kód csak az operációs rendszerhíváson keresztül érheti el az erőforrásokat, például a fájlokat, hálózatot, stb. 1 Ehhez ismerni kell a DLL (.so) fájl formátumát. A támadónak ismerni kell a processzor működését és a gépi utasításokat. Ismerni kell, hogy hol vannak azok a pontok, ahol az utasítás számláló regiszter kapcsolatba lép a memóriával, vagy indirekten módon befolyásolható az értéke. 1 Különben ismernie kellene még hivatalosan nem publikált úgynevezett Zero-Day Vulnerability-t. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 9

10 Mit kell tudni a támadás kivitelezéséhez a processzor felépítését és működését bájt-sorrend; regiszterek; utasítások; operációs rendszert végrehajtható 2 fájl formátumát 3 ; dinamikusan linkelt függvények hívási mechanizmusa; rendszer szintű kivételkezelés (SEH); fontosabb operációs rendszerhívások; fordító által generált kód működését stack működése; heap szerkezete; függvényhívás megvalósítása; virtuális függvények megvalósítása; programozási nyelvben megvalósított kivételkezelés (exception handler); 2 Windows esetén PE (Portable Executable), Linuxon ELF formátum 3 A DLL/shared object is ilyen formátumú fájl. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 10

11 Trojan.Cryptowall Nearly all men can stand adversity, but if you want to test a man s character, give him power. Abraham Lincoln Terjedése: levélben; Exploit Kits Oracle Java SE Remote Java Runtime Environment Code Execution Vulnerability (CVE ) Adobe Flash Player Buffer Overflow Vulnerability (CVE ) Adobe Flash Player and AIR Unspecified Heap Based Buffer Overflow Vulnerability (CVE ) Malware utján. Hatás: Titkosítja a fájlokat 2048-bit-es RSA algoritmussal. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 11

12 Section 2 PE/COFF Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 12

13 Program szegmensek linkelése a.c int a; int b=2; const int z=2; int fa() {.... } A.text.data.rdata output.text b.c c.c int a; char s[]="alma"; const int v=2; int fb() {.... } int a=2; int c=2; const int w=2; int fc() {.... } B.text.data.rdata C.text.data.rdata.data.rdata Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 13

14 Exe file leképzése a memóriába Unmapped Data.reloc section... section... section.rdata section.rdata section.data section.data section.text section.text section SECTION HEADERS SECTION HEADERS PE HEADER PE HEADER DOS HEADER DOS HEADER Növekvő file offset Növekvő memória cím Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 14

15 Portable Executable fájl DOS operációs rendszerrel kompatibilis, figyelmeztető üzenetet ad, ha nem futtatható DOS alatt a program. A PE fájl eleje megegyezik a MZ végrehajtható fájlformátummal. DLL hívást támogatja. Az exe és a DLL azonos szerkezetű. A DLL fájlokat sokszor más kiterjesztéssel használják, pl. OCX, CPL Alpha, MIPS és.net MSIL végrehajtható fájlformátuma is egyben. 64 bites programok hasonló formában vannak tárolva, egyes helyeken a 32 bitet 64 bites adatok váltották fel. PE32+ elnevezést kapta. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 15

16 Relative Virtual Address (RVA) A futtatható fájlt a loader nem másolja be a memóriába, hanen az egyes szekciókat memory mapped file-ként kezeli. A fájlban tárolt szekciók 512-vel (0x200) osztható byte határon kezdődnek, míg a memóriában új lapra kerülnek, ahol egy lap 4Kbyte (vagy 8 Kbyte). Ezért a fájl adott tartalma a fájl elejétől más távolságra van, mint amikor ugyanezt az adatot a memóriába a betöltési ponthoz viszonyítjuk. RVA kiszámítása A memóráiban lévő címek a betőltés helyétől függetlenül vannak megadva. Ha egy cím a 0x4010DA címen szerepel és a program képe a 0x címtől kezdve lett betöltve, akkor a realitív vírtuális cím (RVA): RVA = 0x4010DA 0x = 0x10DA Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 16

17 Exe file dumpja : 4D 5A FF FF MZ... DOS HEADER : B : : C : 0E 1F BA 0E 00 B4 09 CD 21 B8 01 4C CD L..Th : F D E 6E 6F is.program.canno : E E F t.be.run.in.dos : 6D 6F E 0D 0D 0A mode : C9 B5 76 DC 8D D4 18 8F 8D D4 18 8F 8D D4 18 8F..v : 84 AC 8B 8F 8E D4 18 8F 8D D4 19 8F 8F D4 18 8F A0: 84 AC 9B 8F 8C D4 18 8F 84 AC 89 8F 8C D4 18 8F... NT HEADER B0: D D4 18 8F Rich C0: C C 0B A PE..L...P D0: E B E0: F0: : IMAGE : OPTIONAL : : HEADER : 0C : : IMAGE : DATA : DIRECTORY : C A0: B0: E text C0: 2A D0: E0: 2E C rdata F0: : : : : SECTION : TABLE : : : : : A0: B0: C0: D0: E0: F0: : : : : : : : : : : A0: text B0: adatok C0: D0: E0: F0: : 55 8B EC 51 6A 04 6A 03 FF C4 U..Qj.j : FC 8B 45 FC 50 FF C4..E..E.P : 04 B B E5 5D C : : : : : : : A0: B0: C0: D0: E0: F0: : : : : : : : : : : A0: B0: C0: D0: E0: F0: : 4C L : R : : C L : E F 6E Function...Ad : C 63 2E 64 6C 6C d.calc.dll : : : : A0: B0: C0: D0: E0: F0: 00.rdata : : 00 adatok : : : : : : : : A0: B0: C0: D0: E0: F0: Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 17

18 DOS HEADER tartalma Két érdemi részt tartalmaz: 1 e_magic értéke "MZ" (Mark Zbikowski) 2 e_lfanew file offset, a PE header-re mutat. DOS_HEADER után kis DOS program következik. A PE rész közvetlenűl ez után, 8-cal osztható címre igazítva található. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 18

19 DOS header dumpja : 4D 5A FF FF MZ... DOS HEADER : B : : C : 0E 1F BA 0E 00 B4 09 CD 21 B8 01 4C CD L..Th : F D E 6E 6F is.program.canno : E E F t.be.run.in.dos : 6D 6F E 0D 0D 0A mode : C9 B5 76 DC 8D D4 18 8F 8D D4 18 8F 8D D4 18 8F..v : 84 AC 8B 8F 8E D4 18 8F 8D D4 19 8F 8F D4 18 8F A0: 84 AC 9B 8F 8C D4 18 8F 84 AC 89 8F 8C D4 18 8F... NT HEADER B0: D D4 18 8F Rich C0: C C 0B A PE..L...P D0: E B E0: Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 19

20 NT HEADER typedef s t r u c t _IMAGE_NT_HEADERS { DWORD Signature ; / / "PE" IMAGE_FILE_HEADER FileHeader ; IMAGE_OPTIONAL_HEADER32 OptionalHeader ; } IMAGE_NT_HEADERS32, PIMAGE_NT_HEADERS32; Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 20

21 NT header dumpja : 4D 5A FF FF MZ... DOS HEADER : B : : C : 0E 1F BA 0E 00 B4 09 CD 21 B8 01 4C CD L..Th : F D E 6E 6F is.program.canno : Intel or 72 later 75 processors 6E and 6E compatible processors 4F t.be.run.in.dos : 6D 6F E 0D 0D 0A mode : C9 signature B5 76 DC 8D D4 18 8F 8D D4 18 8F 8D D4 18 8F..v : 84 AC 8B 8F 8E D4 18 8F 8D D4 19 8F 8F D4 18 8F A0: 84 AC 9B 8F 8C D F section időbélyeg 84 AC 89 8F 8C D4 18 8F... NT HEADER B0: D D4 18 8F Rich C0: C C 0B A PE..L...P D0: E B E0: szimbólumok szimbólumtáblára száma mutató pointer opcionális header mérete IMAGE_FILE_EXECUTABLE_IMAGE IMAGE_FILE_RELOCS_STRIPPED Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 21

22 Optional header dumpja.data mérete.bbs mérete program belépési pontja RVA PE32.text mérete Kód címe RVA NT HEADER C0: C C 0B A PE..L...P D0: E B E0: F0: : IMAGE : : 00 adat címe00 image betőltési OPTIONAL címhatárra file 00 offset : 00 RVA címe HEADER igazítás határra igazítás : 0C : : IMAGE : DATA : DIRECTORY : C A0: B0: E text... Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 22

23 SECTION TABLE A section táblák a fordítás során keletkezett kód, adat, konstans adat stb. területek információit tartalmazza. Egy section adatai: neve; helye a file-ban (blokkhatáron kezdődnek); section helye a memóriában (laphatáron kezdődnek); memóriavédelmi beállítások (írható, olvasható, futtatható, stb.); méret; relokációs adatok száma és azok helye a file-ban; debug-os fordítás esetén kapcsolat a forrásszöveggel (sorok száma); Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 23

24 SECTION TABLE dumpja opcionális header mérete + section tábla kezdete opcionális header kezdete NT HEADER C0: C C 0B A PE..L...P D0: E B E0: F0: : IMAGE : OPTIONAL : : HEADER : 0C : : section név IMAGE : DATA : DIRECTORY : C A0: B0: E text C0: 2A D0: E0: 2E C rdata F0: : : : mérete a 00 fájlban : SECTION adatok méret : helye 00 a TABLE : fájlban : cím (RVA) : : : A0: B0: C0: D0: E0: F0: : : : : : : : : : : A0: text B0: adatok C0: D0: E0: F0: : 55 8B EC 51 6A 04 6A 03 FF C4 U..Qj.j : FC 8B 45 FC 50 FF C4..E..E.P : 04 B B E5 5D C : : : : : : : : : : : A0: B0: C0: D0: E0: F0: : 4C L : R : : C L : E F 6E Function...Ad : C 63 2E 64 6C 6C d.calc.dll : : : : A0: B0: C0: D0: E0: F0: 00.rdata : : 00 adatok : : : : : : : : A0: B0: C0: D0: E0: F0: Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 24

25 IMAGE DATA DIRECTORY IMAGE DATA directory megadja a program futásánál speciális szerepet betöltő adatok. Ezeknek a helye valamelyik section-ban van. 16 darab bejegyzés van, amiből 15-öt használnak. Egy bejegyzés az adat helyét és méretét tartalmazza. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 25

26 IMAGE DATA 16 bejegyzése Illusztráció! 0 Export Table dll.edata Section 1 Import Table dll.idata 2 Resource Table.rsrc Section 3 Exception Table.pdata Section 4 Certificate Table 5 Base Relocation Table.reloc Section 6 Debug.debug Section 7 Architecture Specific Data reserved 0 8 Global Ptr 9 TLS Directory 10 Load Configuration Directory 11 Bound Import 12 IAT import address table 13 Delay Load Import Descriptors 14 CLR Runtime descriptor 15 reserved 0 Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 26

27 IMPORT DIRECTORY DATA dumpja NT HEADER C0: C C 0B A PE..L...P D0: E B E0: F0: : IMAGE : OPTIONAL : : HEADER : 0C : : IMAGE IMPORT SECTION : IMPORT SECTION DATA : 00 RVA MÉRET DIRECTORY : C A0: section név B0: E text C0: 2A D0: E0: 2E C rdata F0: : : cím (RVA) : : SECTION adatok méret : TABLE : mérete a 00 fájlban : : helye a : fájlban : A0: B0: C0: D0: E0: F0: : : : : : : : : : : : : : : : A0: B0: C0: D0: E0: F0: : 4C L : R : : C L : E F 6E Function...Ad : C 63 2E 64 6C 6C d.calc.dll : : : : A0: B0: C0: D0: E0: F0: 00.rdata : : 00 adatok : : : : : : : Látható, hogy a konstans adatszegmensben kapott helyet. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 27

28 IMPORT TABLE Hint Name Table IMAGE_IMPORT _BY_NAME 44 GetMessage Import Address Table IMAGE IMPORT DESCRIPTOR OriginalFirstThunk TimeDateStamp ForwarderChain Name FirstThunk USER32.DLL 72 LoadIcon 19 TranslateMessage 95 IsWindow További DLL-ek leírása Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 28

29 IMPORT TABLE : : : : rdata A0: adatok B0: C0: D0: OriginalFirstThunk E0: F0: : 4C L : R : : C L : E F 6E Function...Ad : C 63 2E 64 6C 16C d.calc.dll : : Ordinal : : Name (RVA) Name (RVA) FirstThunk A0: B0: C0: D0: Importált E0: szimbólum F0: : (függvény) neve Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 29

30 IMPORT TABLE program indítása után a memóriában R C L E F 6E F u n c t i o n.... A d C 63 2E 64 6C 6C d. c a l c. d l l Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 30

31 DLL-ben lévő függvény hívása Illusztráció! PUSH EBP BEC MOV EBP, ESP PUSH ECX A 04 PUSH A 03 PUSH FF CALL DWORD PTR DS:[ <& calc.add >] E 83C4 08 ADD ESP, FC MOV DWORD PTR SS : [ LOCAL.1 ],EAX B45 FC MOV EAX,DWORD PTR SS : [ LOCAL.1 ] PUSH EAX FF CALL DWORD PTR DS:[ <& calc. Function >] E 83C4 04 ADD ESP, B MOV EAX, BE5 MOV ESP,EBP D POP EBP C3 RETN Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 31

32 DLL tartalma Illusztráció! PUSH EBP BEC MOV EBP,ESP B45 08 MOV EAX,DWORD PTR SS : [EBP+8] C ADD EAX,DWORD PTR SS : [EBP+0C] D POP EBP A C3 RETN PUSH EBP BEC MOV EBP,ESP B45 08 MOV EAX,DWORD PTR SS : [EBP+8] B45 0C SUB EAX,DWORD PTR SS : [EBP+0C] D POP EBP A C3 RETN PUSH EBP BEC MOV EBP,ESP B45 08 MOV EAX,DWORD PTR SS : [EBP+8] FAF45 0C IMUL EAX,DWORD PTR SS : [EBP+0C] A 5D POP EBP B C3 RETN PUSH EBP BEC MOV EBP,ESP B45 08 MOV EAX,DWORD PTR SS : [EBP+8] PUSH EAX C00010 PUSH OFFSET 1000C000 ; ASCII " P r i nt f from DLL %d " C E8 7F CALL C C4 08 ADD ESP, D POP EBP C3 RETN Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 32

33 Importált függvények címének feloldása A program a dll-ben lévő Add() függvényt a címen a CALL [ ] utasítással hívja meg. Az indirekten hívott függvény címét az Import Address Table (IAT) tárolja. A fordító a declspec(dllimport) int Add(int,int) ; függvény tárolási osztály módosító hatására generál optimálisabb kódot. A loadernek a betöltésnél csak az IAT-t kell kell megváltoztatni. A függvényeket nemcsak név, hanem sorszám (ordinal number) alapján is meg lehet hívni. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 33

34 Dll Export függvények feltérképezése Program kezdetének a megállapítása. DOS header-ben lévő érték alapján a NT header kezdetének az elérése. Opcional header-ből a export tábla kezdő és végcímének a kiszámítása (RVA). Függvénynevek, függvényekhez tartozó sorszámok és címek kiolvasása. Ha a memóriába bejuttatott program nem tudja a rendszerhívások memória címét, akkor így tudja azokat kikeresni. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 34

35 Irodalom 1 Matt Pietrek An In-Depth Look into the Win32 Portable Executable File Format com/en-us/magazine/bb aspx 2 Matt Pietrek Peering Inside the PE: A Tour of the Win32 Portable Executable File Format microsoft.com/en-us/magazine/ms aspx 3 Microsoft PE and COFF Specification. microsoft.com/en-us/library/windows/ hardware/gg aspx Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 35

36 Section 3 X86 utasítás Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 36

37 Byte-sorrend A byte-sorrend megadja hogy a 2, 4, 8 byte-os adatok milyen sorrendben helyezkednek el a memóriában. A byte-on belül a bitek sorrendje változatlan. A0 B1 C2 D3 E4 F MSB LSB 0 Big-Endian... Little-Endian... MSB A0 89 LSB B1 67 C2 F5 D3 E4 Cím E4 D3 F5 C2 67 B1 LSB A0... MSB Max Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 37

38 X86 regiszterek 8 darab 32 bites regiszter; 6 darab szegmens regiszter; statusz regiszter EFLAGS utasításszámláló EIP 32 bites általános célú regiszterek EAX EBX ECX EDX EFLAGS EIP EBP ESP ESI EDI szegmens regiszterek CS ES SS FS DS GS Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 38

39 Regiszterek speciális szerepe egyes utasításokban Speciális de nem kizárólagos felhasználása a regisztereknek. EAX akkumulátor regiszter, szorzáshoz osztáshoz; ECX counter regiszter (ciklusszámlálásra); ESP stack pointer; ESI string műveletek esetén a forrás memóriaterületet indexeli; EDI string műveletek esetén a cél memóriaterületet indexeli; EBP bázis pointer a stack kezeléshez. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 39

40 x86 utasítás formátum Instruction prefix Opcode Modr/M SIB Displacement Immediate Opcionálisan adható 4 csoportba sorolható prefix Műveleti kód 1-,2-,3 byte 1 byte, ha szükséges 1 byte, ha szükséges Displacement (eltolás) 1-,2-,4 byte Immediate (közvetlen) adat 1-,2-,4 byte Reg/ Mod R/M Scale Index opcode Base Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 40

41 Példa X86 utasításokra 1. add eax, ecx eax = eax + ecx ; sub esi,10 e s i = e s i 10; Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 41

42 ModR/M Mod Reg Opcode R/M A ModR/M mező a műveletben résztvevő regisztereket vagy memória címzés típusát azonosítja. A mod és az r/m mező összevonva 5 bites, azaz 32 lehetséges értéket vehet fel. Ebből 8 érték regisztert címez, 24 pedig a címzési módot adja meg. A reg/opcode vagy regiszter cím, vagy 3 bit még hozzáadódik az utasításhoz, ami plusz információt hordoz. Az r/m mező a regiszter típusú operandust adja meg, vagy a mod mezővel kombinálva a címzési módot írja le. Némely ModR/M értékhez még egy byte címzési információt kell elhelyezni, ez a SIB byte. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 42

43 SIB mező Scale Index Base skálafaktor index bázis Néhány címzési módnál a ModR/M vagy ha van SIB byte után találjuk az eltolás (displacement) értéket. Ez az érték 1, 2, vagy 4 byte-os lehet. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 43

44 Címszámitás a SIB alapján base index scale displacement EAX EBX EAX ECX EBX EDX ECX 1 nincs ESP + EDX 2 EBP EBP bit 16 bit ESI ESI 8 32 bit EDI EDI offset = base + (index scale) + displacement Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 44

45 ModR/M számítása Illusztráció! 000 AL AX EAX MM0 XMM0 001 CL CX ECX MM1 XMM1 010 DL DX EDX MM2 XMM2 011 BL BX EBX MM3 XMM3 100 AH SP ESP MM4 XMM4 101 CH BP EBP MM5 XMM5 110 DH SI ESI MM6 XMM6 111 BH DI EDI MM7 XMM7 regiszterek számozása MOD 11 R/M 000 REG 001 ModR/M = C8H ECX EAX Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 45

46 Példa X86 utasításokra 2. Memória címzési módok: mov esi, [10128CF4 ] e s i = ( unsigned i n t ) 0x10128CF4 ; mov edx, [ ecx+0a8h ] e s i = ( unsigned i n t ) ( ecx+0x0a8 ) ; mov edx, [ ecx+eax 4] e s i = ( unsigned i n t ) ( ecx+eax 4) mov edx, [ ebp+esi 4 74h ] edx = ( unsigned i n t ) ( ebp+ e s i 4 0x74 ) ; Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 46

47 Állapotregiszter Illusztráció! X ID Flag (ID) X Virtual Interrupt Pending (VIP) X Virtual Interrupt Flag (VIF) X Alignment Check (AC) X Virtual-8086 Mode (VM) X Resume Flag (RF) X Nested Task (NT) X I/O Privilege Level (IOPL) S Overflow Flag (OF) C Direction Flag (DF) X Interrupt Enable Flag (IF) X Trap Flag (TF) S Sign Flag (SF) S Zero Flag (ZF) S Auxiliary Carry Flag (AF) S Parity Flag (PF) S Carry Flag (CF) I D V V I I P F A C V M R F 0 N T I O P L O D I T S Z F F F F F F 0 A F 0 P C F 1 F S Indicates Status Flag C Indicates a Control Flag X Indicates a System Flag Foglalt bitek Forrás: Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer s Manual Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 47

48 Vezérlésátadó utasítások Illusztráció! Utasítás Feltétel Leírás jmp 1 feltétel nélkül je ZF = 1 = vagy 0 jne ZF = 0 js SF = 1 < 0 jns SF= 0 0 jg ((SF XOR OF) OR ZF) = 0 > jge (SF XOR OF) = 0 jl (SF XOR OF) = 1 < jle ((SF XOR OF) OR ZF) = 1 ja (CF OR ZF) = 0 > jb CF = 1 < Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 48

49 Vezérlésátadó utasítások Illusztráció! Utasítás Kód Feltétel Negálás (bináris) bitek 0 bit JZ JNZ JB JNB JG JNG Intel X86 utasításkészlet: Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 49

50 Section 4 stack Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 50

51 Stack feladata Eljárás paraméterei és lokális változóinak az élettertama az eljárás futási idejére korlátozódik. A fordító ezeknek a változóknak csak a függvény hívásától a visszatéréséig foglal helyet, fordítóírók terminológiájával élve az aktivációs rekord létrehozásával. X86 architekturán ez a stacket jelenti. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 51

52 Stack működésének a részei aktív regiszter értékének ideiglenes tárolása; paraméterek átadása; visszatérési cím elmentése; lokális adatok helyének a biztosítása; A függvények hívásához különböző hívási konvekciókat használhatunk. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 52

53 Stackkezelő utasítások push eax sub esp, 4 mov dword ptr [ esp ], eax pop eax mov eax, dword p t r [ esp ] add esp, 4 Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 53

54 Call és return Eljárás hívás call (kódszegmens nem változik) 1 push <return address> 2 jmp func Visszatérés a hívóhoz ret n: 1 add esp, n 2 jmp dword ptr [esp n] 4 4 n a letett paraméterek stacken elfoglalt mérete byte-ban. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 54

55 Stack pointer munkában Stack felszabadítása nagyobb egységekben pop eax pop eax pop eax add esp, 12 Stack lefoglalás nagyobb egységekben sub esp,400 Stack megtekintés mov eax, [ esp+4] Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 55

56 C példaprogram i n t func ( i n t i, i n t j, i n t k ) { double r ; i n t l =0; l = i ; l += j ; l +=k ; return l ; } i n t main ( ) { i n t a=1; i n t b=2; i n t c =3; a=func ( a, b, c ) ; return 0; } A paraméterek átadásához helyre van szükség Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 56

57 C példaprogram i n t func ( i n t i, i n t j, i n t k ) { double r ; i n t l =0; l = i ; l += j ; l +=k ; return l ; } Át kell venni a paramétereket. i n t main ( ) { i n t a=1; i n t b=2; i n t c =3; a=func ( a, b, c ) ; return 0; } Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 56

58 C példaprogram i n t func ( i n t i, i n t j lokális, i n t adatoknak k ) { helyet kell biztosítani. double r ; i n t l =0; l = i ; l += j ; l +=k ; return l ; } i n t main ( ) { i n t a=1; i n t b=2; i n t c =3; a=func ( a, b, c ) ; return 0; } Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 56

59 C példaprogram i n t func ( i n t i, i n t j, i n t k ) { double r ; i n t l =0; l = i ; } l += j ; l +=k ; return l ; i n t main ( ) { i n t a=1; i n t b=2; i n t c =3; a=func ( a, b, c ) ; return 0; } Vissza kell adni az értéket. Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 56

60 cdecl hívási konvenció, hívó feladata _main : push ebp mov ebp, esp sub esp,0ch mov dword ptr [ ebp 4],1 mov dword ptr [ ebp 8],2 mov dword ptr [ ebp 0Ch], 3 mov eax, dword ptr [ ebp 0Ch] push eax mov ecx, dword ptr [ ebp 8] push ecx mov edx, dword ptr [ ebp 4] push edx c a l l _func add esp,0ch mov dword ptr [ ebp 4], eax xor eax, eax mov esp, ebp pop ebp r e t 5 csak ha szükséges ESP EBP. hívott rutin által elmentett regiszterek EBX, ESI, EDI 5 segédváltozók által lefoglalt terület lokális változó 2 [EBP 8] lokális változó 1 [EBP 4] hívó program EBP regisztere visszatérési cím paraméter 1 [EBP + 8] paraméter 2 [EBP + 12] paraméter 3 [EBP + 16] hívó rutin által elmentett regiszterek EAX, ECX, EDX 6 main lokális változó 3 [EBP 12] main lokális változó 2 [EBP 8] main lokális változó 1 [EBP 4] Statup code EBP regisztere Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 57

61 cdecl hívási konvenció, hívó feladata _main : push ebp mov ebp, esp sub esp,0ch mov dword ptr [ ebp 4],1 mov dword ptr [ ebp 8],2 mov dword ptr [ ebp 0Ch], 3 mov eax, dword ptr [ ebp 0Ch] push eax mov ecx, dword ptr [ ebp 8] push ecx mov edx, dword ptr [ ebp 4] push edx c a l l _func add esp,0ch mov dword ptr [ ebp 4], eax xor eax, eax mov esp, ebp pop ebp r e t 5 csak ha szükséges ESP EBP. hívott rutin által elmentett regiszterek EBX, ESI, EDI 5 segédváltozók által lefoglalt terület lokális változó 2 [EBP 8] lokális változó 1 [EBP 4] hívó program EBP regisztere visszatérési cím paraméter 1 [EBP + 8] paraméter 2 [EBP + 12] paraméter 3 [EBP + 16] hívó rutin által elmentett regiszterek EAX, ECX, EDX 6 main lokális változó 3 [EBP 12] main lokális változó 2 [EBP 8] main lokális változó 1 [EBP 4] Statup code EBP regisztere Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 57

62 cdecl hívási konvenció, hívó feladata _main : push ebp mov ebp, esp sub esp,0ch mov dword ptr [ ebp 4],1 mov dword ptr [ ebp 8],2 mov dword ptr [ ebp 0Ch], 3 mov eax, dword ptr [ ebp 0Ch] push eax mov ecx, dword ptr [ ebp 8] push ecx mov edx, dword ptr [ ebp 4] push edx c a l l _func add esp,0ch mov dword ptr [ ebp 4], eax xor eax, eax mov esp, ebp pop ebp r e t 5 csak ha szükséges ESP EBP. hívott rutin által elmentett regiszterek EBX, ESI, EDI 5 segédváltozók által lefoglalt terület lokális változó 2 [EBP 8] lokális változó 1 [EBP 4] hívó program EBP regisztere visszatérési cím paraméter 1 [EBP + 8] paraméter 2 [EBP + 12] paraméter 3 [EBP + 16] hívó rutin által elmentett regiszterek EAX, ECX, EDX 6 main lokális változó 3 [EBP 12] main lokális változó 2 [EBP 8] main lokális változó 1 [EBP 4] Statup code EBP regisztere Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 57

63 cdecl hívási konvenció, hívó feladata _main : push ebp mov ebp, esp sub esp,0ch mov dword ptr [ ebp 4],1 mov dword ptr [ ebp 8],2 mov dword ptr [ ebp 0Ch], 3 mov eax, dword ptr [ ebp 0Ch] push eax mov ecx, dword ptr [ ebp 8] push ecx mov edx, dword ptr [ ebp 4] push edx c a l l _func add esp,0ch mov dword ptr [ ebp 4], eax xor eax, eax mov esp, ebp pop ebp r e t 5 csak ha szükséges ESP EBP. hívott rutin által elmentett regiszterek EBX, ESI, EDI 5 segédváltozók által lefoglalt terület lokális változó 2 [EBP 8] lokális változó 1 [EBP 4] hívó program EBP regisztere visszatérési cím paraméter 1 [EBP + 8] paraméter 2 [EBP + 12] paraméter 3 [EBP + 16] hívó rutin által elmentett regiszterek EAX, ECX, EDX 6 main lokális változó 3 [EBP 12] main lokális változó 2 [EBP 8] main lokális változó 1 [EBP 4] Statup code EBP regisztere Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 57

64 cdecl hívási konvenció, hívó feladata _main : push ebp mov ebp, esp sub esp,0ch mov dword ptr [ ebp 4],1 mov dword ptr [ ebp 8],2 mov dword ptr [ ebp 0Ch], 3 mov eax, dword ptr [ ebp 0Ch] push eax mov ecx, dword ptr [ ebp 8] push ecx mov edx, dword ptr [ ebp 4] push edx c a l l _func add esp,0ch mov dword ptr [ ebp 4], eax xor eax, eax mov esp, ebp pop ebp r e t 5 csak ha szükséges ESP EBP. hívott rutin által elmentett regiszterek EBX, ESI, EDI 5 segédváltozók által lefoglalt terület lokális változó 2 [EBP 8] lokális változó 1 [EBP 4] hívó program EBP regisztere visszatérési cím paraméter 1 [EBP + 8] paraméter 2 [EBP + 12] paraméter 3 [EBP + 16] hívó rutin által elmentett regiszterek EAX, ECX, EDX 6 main lokális változó 3 [EBP 12] main lokális változó 2 [EBP 8] main lokális változó 1 [EBP 4] Statup code EBP regisztere Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 57

65 cdecl hívási konvenció, hívó feladata _main : push ebp mov ebp, esp sub esp,0ch mov dword ptr [ ebp 4],1 mov dword ptr [ ebp 8],2 mov dword ptr [ ebp 0Ch], 3 mov eax, dword ptr [ ebp 0Ch] push eax mov ecx, dword ptr [ ebp 8] push ecx mov edx, dword ptr [ ebp 4] push edx c a l l _func add esp,0ch mov dword ptr [ ebp 4], eax xor eax, eax mov esp, ebp pop ebp r e t 5 csak ha szükséges ESP EBP. hívott rutin által elmentett regiszterek EBX, ESI, EDI 5 segédváltozók által lefoglalt terület lokális változó 2 [EBP 8] lokális változó 1 [EBP 4] hívó program EBP regisztere visszatérési cím paraméter 1 [EBP + 8] paraméter 2 [EBP + 12] paraméter 3 [EBP + 16] hívó rutin által elmentett regiszterek EAX, ECX, EDX 6 main lokális változó 3 [EBP 12] main lokális változó 2 [EBP 8] main lokális változó 1 [EBP 4] Statup code EBP regisztere Izsó Tamás Programok működése dióhéjban/ 57