C++反汇编揭秘1 – 一个简单C++程序反汇编解析 (Rev. 3)(转)

时间：2011-05-25 来源：董雨

http://info.codepub.com/2008/07/info-20583.html 如果想要了解C++内部的实现原理，没有什么比观察C++代码对应的汇编代码来的更直接了。本系列主要从汇编角度研究C++代码和汇编的对应关系，揭示C++内部的机制和原理。在第一篇文章中我将从一个简单的C++程序着手快速解释一下C++反汇编代码的基本的结构和内容，相当于一个简单的Preview。而在后续的文章中，我将根据不同的Topic，详细解释C++代码对应的反汇编代码。一个简单的C++程序示例如下：

class my_class

{

public :

    my_class()

    {

        m_member = 1;

    }

    void method(int n)

    {

        m_member = n;

    }

    ~my_class()

    {

        m_member = 0;

    }

private :

    int m_member;

};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

    my_class a_class;

    a_class.method(10);

    return 0;

}

可以直接Debug的时候看到Assembly代码，不过这样获得的代码注释比较少。比较理想的方法是利用VC编译器的一个选项/FAs来生成对应的汇编代码。/FAs还会在汇编代码中加入注释注明和C++代码的对应关系，十分有助于分析。在VS2005中可以这样打开/FAs： Build代码，可以在输出目录下发现对应的.ASM文件。本文将逐句分析汇编代码和C++的对应关系。到此为止栈的内容是这样的：低地址

高地址

main接着后面调用my_class的构造函数

 lea   ecx, DWORD PTR [ebp-14H]

      call  ??0my_class@@QAE@XZ                 ; 调用my_class::my_class, ??my_class@@QAE@XZ是经过Name Mangling后的名字

      mov   DWORD PTR [ebp-4], 0                ; 进入__try块，在Main中有一个隐式的__try/__except块

接着调用my_class::method：

 push  10                                  ; 参数入栈

      lea   ecx, DWORD PTR [ebp-14H]            ; 遵循thiscall调用协定，ecx存放的是this指针

      call  ?method@my_class@@QAEXH@Z           ; 调用子程序my_class:method(10)

之后是析构：

 mov   DWORD PTR [ebp-e0H], 0              ; 用来放置返回值

      mov   DWORD PTR [ebp-4], -1               ; 标记TRY的正常结束

      lea   ecx, DWORD PTR [ebp-14H]            ; a_class的地址作为this存入ECX

      call  ??1my_class@@QAE@XZ                 ; my_class::~my_class

      mov   eax, DWORD PTR [ebp-e0H]            ; 返回值按照约定放入eax中

Main函数退出代码如下：

 push  edx
      mov   ecx, ebp
      push  eax
      lea   edx, DWORD PTR $LN7@wmain
      call  @_RTC_CheckStackVars@8              ; 检查栈
      pop   eax
      pop   edx
      mov   ecx, DWORD PTR [ebp-0cH]            ; 取出之前保存的旧的fs:0，并恢复
      mov   DWORD PTR fs:0, ecx
      pop   ecx
      pop   edi
      pop   esi
      pop   ebx
      add   esp, e4H                            ; 退掉分配的d8H + 建立SEH链所需的0cH字节
      cmp   ebp, esp
      call  __RTC_CheckEsp                      ; 检查esp值，这个时候esp应该和ebp匹配，否则说明出现了栈不平衡的情况，这种情况下调用子程序报错
      mov   esp, ebp                            ; 恢复ebp到esp
      pop   ebp                                 ; 恢复原来的ebp值
      ret   0
_wmain      ENDP

专门用于SEH的子程序。__unwindfunclet$_wmain$0当异常发生的时候被调，负责进行栈展开，主要是调用析构函数。__ehhandler$_wmain则是在exception被抛出的时候调用。

Text$x      SEGMENT

__unwindfunclet$_wmain$0:                       ; 当SEH发生的时候会调用该函数，析购a_class
      lea   ecx, DWORD PTR [ebp-14H]            ; ecx = [ebp – 14H]，也就是a_class的地址
      jmp   ??1my_class@@QAE@XZ                 ; 调用my_class::~my_class
__ehhandler$_wmain:
      mov   edx, DWORD PTR [esp+8]              ; esp = 当前的fs:0, [esp + 8] = 之前的SEH结构，也就是main中建立的
      lea   eax, DWORD PTR [edx+0cH]            ; edx + 0Ch = 当前的ebp，也就是main的ebp，此时不能直接使用ebp因为可能会从任意函数调过来，此时ebp是该函数的ebp，而不是main的ebp
      mov   ecx, DWORD PTR [edx-e0H]            ; 之前存下去的__security_cookie ^ ebp
      xor   ecx, eax                            ; 再次和ebp相异或
      call  @__security_check_cookie@4          ; 此时ecx应该等于__security_cookie，否则说明栈的内容被恶意改动（或者编程错误）
      mov   eax, OFFSET __ehfuncinfo$_wmain
      jmp   ___CxxFrameHandler3
text$x      ENDS

My_class::my_class构造函数如下。构造函数本质上就是一个全局函数，名字是经过打乱的(Name
Mangling)，这样可以和同一Class和其他Class的同名方法区别开来。不同编译器有不同规则，因此不必过于深究。

_TEXT SEGMENT

??0my_class@@QAE@XZ PROC
      push  ebp                                 ; 保存旧的ebp
      mov   ebp, esp                            ; ebp保存当前栈的位置
      sub   esp, ccH                            ; 给栈分配ccH个字节
      push  ebx                                 ; 保存常用寄存器
      push  esi
      push  edi
      push  ecx
      lea   edi, DWORD PTR [ebp-ccH]            ; 从分配的位置开始
      mov   ecx, 33H                            ; 写33H个ccccccccH
      mov   eax, ccccccccH                      ; 也就是33H*4H=ccH，正好是分配的大小
      rep stosd                                 ; 从而把整个栈上当前分配的空间用ccH填满
      pop   ecx
      mov   DWORD PTR [ebp-8], ecx              ; 按照约定，一般用ECX保存this指针

                                                ; 把this存入到ebp-8，并不是很必要，因为这是Debug版本
; 10   :     {

; 11   :         m_member = 1;
      mov   eax, DWORD PTR [ebp-8]              ; eax中存放this
      mov   DWORD PTR [eax], 1                  ; this的头四个byte是m_member的内容

; 12   :     }
      mov   eax, DWORD PTR [ebp-8]              ; 多余的一句话，可以优化掉
      pop   edi
      pop   esi
      pop   ebx
      mov   esp, ebp                            ; 恢复esp，因此就算是中间栈运算出错，最后也不会导致灾难性的结果，只要ebp还是正确的
      pop   ebp
      ret   0
??0my_class@@QAE@XZ ENDP

My_class::method的实现如下：

_TEXT SEGMENT
?method@my_class@@QAEXH@Z PROC                  ; my_class::method
; 15   :     {
      push  ebp
      mov   ebp, esp
      sub   esp, ccH
      push  ebx
      push  esi
      push  edi
      push  ecx
      lea   edi, DWORD PTR [ebp-ccH]
      mov   ecx, 33H
      mov   eax, ccccccccH
      rep stosd
      pop   ecx
      mov   DWORD PTR [ebp-8], ecx
; 16   :         m_member = n;
      mov   eax, DWORD PTR [ebp-8]              ; eax中存放this
      mov   ecx, DWORD PTR [ebp+8]              ; ebp -> ebp
                                                ; ebp + 4 -> IP 
                                                ; ebp + 8 -> n
                                                ; 把n存入ecx中
      mov   DWORD PTR [eax], ecx                ; this头四个字节是m_member, 因此这句话就是m_member = n
; 17   :     }
      pop   edi
      pop   esi
      pop   ebx
      mov   esp, ebp
      pop   ebp
      ret   4                                   ; 等价于

                                                ; ret 恢复EIP，返回调用地址

                                                ; add esp, 4 -> 把n从栈上Pop掉
?method@my_class@@QAEXH@Z ENDP

最后的析构函数，和前面的代码并无区别。

_TEXT  SEGMENT
??1my_class@@QAE@XZ PROC                        ; my_class::~my_class
; 20   :     {
       push   ebp
       mov    ebp, esp
       sub    esp, 204                          
       push   ebx
       push   esi
       push   edi
       push   ecx
       lea    edi, DWORD PTR [ebp-204]
       mov    ecx, 33H                          
       mov    eax, ccccccccH                    
       rep stosd
       pop    ecx
       mov    DWORD PTR _this$[ebp], ecx
; 21   :         m_member = 0;
       mov    eax, DWORD PTR [ebp-8]
       mov    DWORD PTR [eax], 0
; 22   :     }
       pop    edi
       pop    esi
       pop    ebx
       mov    esp, ebp
       pop    ebp
       ret    0
??1my_class@@QAE@XZ ENDP                        ; my_class::~my_class
_TEXT  ENDS