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ARM 逆向 ARM 中基于 PC 的寻址 最近看 ARM 的反汇编，计算地址时搞得有点头晕，总结了两天，把总结的结果记录下来。还是那句话，网上的资料很零碎，多不可 信。 在 ARM 的代码中，经常会用到相对偏移，换句话说就是基于PC 的寻址，以PC 为基准，加上偏移后找到相对地址。听起来似乎是个 很简单的事情，但由于 ARM 指令的多样性，从 ARM 的指令机器码推算出偏移地址并不是一件简单的事情。 今天用一个例子讨论三种基于 PC 的寻址方式，相关的规则等等。看一段Thumb 指令： 先看 0x 处的指令：BL sub_8B84，对应的机器码是：F90EF000. 第 一个问题来了，Thumb 指令不是 16bit 吗？为何这个指令是 32bit？原因是ARMv7 中引入了新的指令模式Thumb-2，Thumb-2 允 许 16bit 和 32bit 的指令混合使用，添加了一些新指令，即兼顾了 ARM 体积小速度快的优点，又兼顾了 Thumb 低功耗的有点。在 Thumb-2 的模式 下如果指令 bit[15:11]=11101/11110/11111, 那么这条指令就是 32bit，否则就是 16bit. 这个 case 中 bit[15:8] = 0xF0, bit[15:11] = 11110, 属于 32bit 指令。 那么如何通过 0xF90EF000 实现从 0x 到 0x8B84 的偏移的？先要查阅Thumb-2 中 32bit BL 指令的格式。经查询，这条指令符 合如下格式： 套这个格式的时候，左边的 16bit 对应指令的低 16 位，右边的对应高 16 位。这条指令的参数：S=0， imm10=0,J1=1,J2=1,imm11=0x10E 根 据公式算出 imm32 = 0x10E1 = 0x21C，因为 S=0 所以这是一个正数，向后跳转。为何要左移一位？因为 Thumb- 2 指令 的长度是 2 字节或者 4 字节，那么指令的开始地址最后一位一定是 0，所以在指令中把要存储的地址右移一位，节省空间。如果是 表示 ARM 指令的地址，那 么就要左移两位，原理是一样的。 回过头来再看PC 的值和要跳转的地址：0x8B84-0x =0x220，什么？居然不是 0x21C？原因是在执行这条指令的时候PC 的值并 不是 0x . 由于ARM 处理器采用的是流水线技术，使用指令预取，在执行一条指令的时候 PC 的 值是下下条指令的地址。那么 下下条指令地址要加多少呢？在 ARM 模式下是 4*2=8，在 Thumb 模式下是 2*2=4. 那么在 Thumb-2 模式下是多 少？也是 2*2=4， 虽然 Thumb-2 有些指令是 4 字节，但依然按照 2*2=4 来算。 所以 0x21C+4=0x220，一切都能说的通了。 再 看另外一条指令, 0x895E: BEQ loc_8A40, 机器码：0xD06F, 这是一个 16bit 的Thumb-2 指令。CPU 怎么知道这是 个 16bit 的指令的？前面已经说过了，如果这是个 32bit 的指令，那么bit[15:11]=11010，显然不符合标准。因而这是个 16bit 指 令。有了前面的基础，这个就好推算多了。先查 ARM 指令表，符合这个格式： cond=0, imm8=0x6F imm32 = 0x6F1 = 0xDE == 0x8A40- (0x895E+4) 解释圆满 最 后看 0x895A 处的指令：LDR R3,=0x2711，机器码：0x4B3D, 这也是一个 16bit 的Thumb-2 指令。显而易见的是 0x2711 超过 了 16bit 指令所能忍受的立即数大小，因而 0x2711 直接放在指令里，而是要放在其他地方，用指令里存储的偏移地址来索 引。还是 一样先查 ARM 指令表，找到符合的格式： Rt=3, imm8=0x3D imm32=0x3D2=0xF4 按此推论存放 0x2711 的地址：0x895A+4+0xF4=0x8A52 查看一下具体地址： 居然是 0x8A50，差了两个字节，怎么回事？ 再仔细查看 ARM 指令说明，找到这么一行： 原来这个指令在寻址的时候要求字对齐（4 字节），因而会强制把 bit[1]设为 0，不巧的是我们这个PC 原来的值 bit[1]刚好是 1，所以PC 的值被减去了 2，又一次 大白了。 总的来说 ARM 指令的寻址多种多样，对于每一种寻址方式都需要仔细