编码 CALL 指令以调用函数答案

【问题标题】：Encoding a CALL instruction to call a function编码 CALL 指令以调用函数
【发布时间】：2014-04-01 04:35:57
【问题描述】：

我正在尝试创建一个能够在运行时对指令进行编码的汇编器（用于 JIT 编译器）。对不起，长代码 sn-p，但这是显示我的问题的最短的可编译示例。

#include <stdint.h>
#include <iostream>

#include <windows.h>

typedef void (*function)();
uint8_t* instructionBuffer;
uint32_t pos;

/**
 * Creates the instruction buffer;
 */
void assembler_initialize() {
    instructionBuffer = (uint8_t*) VirtualAllocEx(GetCurrentProcess(), 0, 1024,
    MEM_COMMIT, PAGE_EXECUTE_READWRITE);
    pos = 0;
}

/**
 * Writes a call to the given address to the instruction buffer
 */
void assembler_emit_call(uint32_t value) {
    // CALL opcode
    instructionBuffer[pos++] = 0xFF;

    // opcode extension 2, read a 32bit address
    instructionBuffer[pos++] = 0x15;

    // Address as little endian
    instructionBuffer[pos++] = (value >> 0) & 0xFF;
    instructionBuffer[pos++] = (value >> 8) & 0xFF;
    instructionBuffer[pos++] = (value >> 16) & 0xFF;
    instructionBuffer[pos++] = (value >> 24) & 0xFF;
}

/**
 * Writes a RET to the instruction buffer
 */
void assembler_emit_ret() {
    instructionBuffer[pos++] = 0xC3;
}

/**
 * The function to call
 */
void __cdecl myFunction() {
    std::cout << "Hello world!" << std::endl;
}

/**
 *
 */
int main(int argc, char **argv) {
    assembler_initialize();
    assembler_emit_call((uint32_t) &myFunction);
    assembler_emit_ret();

    // Output the address
    std::cout << std::hex << (uint32_t) &myFunction << std::endl;

    // Output the opcodes
    for (uint32_t i = 0; i < 100; i++) {
        std::cout << std::hex << (uint32_t) instructionBuffer[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // Call the function
    function f = (function) instructionBuffer;
    f();

    return 0;
}

输出告诉我，myFunction 的地址是0x4017c5，并且这些操作码是这样写的：

CALL   ModRM   Addr (le)     RET    Zeros
ff     15      c5 17 40 0    c3     0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ...

不过，我的程序在尝试执行代码时还是崩溃了。我在编码CALL 指令时是否遗漏了什么？

【问题讨论】：

如果调用本身有效但 被调用 例程崩溃怎么办？你检查了吗？
嗯，当简单地调用例程 myFunction 时，Hello world! 文本会被打印出来。
你可以单步执行 JITed 代码吗？

标签： c instruction-set x86

【解决方案1】：

它不起作用，因为调用指令不正确。实际上 x86 上没有 CALL absolute_address 指令。

在您的示例中，您生成以下 X86 代码：

FF 15 xx xx xx xx

这是对地址 xx xx xx xx 的间接调用。这将获取在 xx xx xx xx 找到的地址并在那里进行呼叫。

示例

FF 15 10 20 30 00

这将查看地址 0x302010 ：

00302010: 11 22 33 00 xx xx xx xx

它在哪里找到值 0x00332211 并在该地址调用函数。

在assembler_emit_call 中进行以下修改后，程序可以正常工作。

void assembler_emit_call(uint32_t value) {
    // CALL opcode
    instructionBuffer[pos++] = 0xb8;  // mov  eax, address

    // Address as little endian
    instructionBuffer[pos++] = (value >> 0) & 0xFF;
    instructionBuffer[pos++] = (value >> 8) & 0xFF;
    instructionBuffer[pos++] = (value >> 16) & 0xFF;
    instructionBuffer[pos++] = (value >> 24) & 0xFF;

    instructionBuffer[pos++] = 0xff ;  // call eax
    instructionBuffer[pos++] = 0xd0 ;
    instructionBuffer[pos++] = 0xc3 ;  // ret
}

顺便说一句

    instructionBuffer[pos++] = (value >> 0) & 0xFF;
    instructionBuffer[pos++] = (value >> 8) & 0xFF;
    instructionBuffer[pos++] = (value >> 16) & 0xFF;
    instructionBuffer[pos++] = (value >> 24) & 0xFF;

可以替换为

    *(DWORD*)(instructionBuffer + pos) = value ;
    pos += 4 ;

【讨论】：