iOS程序破解——ARM汇编基础

一、Thumb指令与ARM指令

Thumb指令为16位，因此存储代码的密度高，节省存储空间。但是功能不全，它只是ARM指令（32位）集的补充，是ARM指令集下的一个子集。在初级阶段我们不需要了解这些知识，只要有个概念知道有这么个东西就可以。

二、ARM的寄存器初步了解

　　R0-R3:　　　　　　　　用于函数参数及返回值的传递，超过4个参数，其它参数存在栈中，在ARM中栈是向下生长的，R0还可以作为返回值。

　　R4-R6, R8, R10-R11:　没有特殊规定，就是普通的通用寄存器
　　R7:　　　　　　　　　　栈帧指针，指向母函数与被调用子函数在栈中的交界。
　　R9:　　　　　　　　　　在iOS3.0被操作系统保留
　　R12:　　　　　　　　　 内部过程调用寄存器，动态链接时会用到，不必深究
　　R13:　　　　　　　　　 SP(stack pointer)，是栈顶指针
　　R14:　　　　　　　　　 LR(link register)，存放函数的返回地址。
　　R15:　　　　　　　　　 PC(program counter)，指向当前指令地址。
　　CPSR:　　　　　　　　 当前程序状态寄存器，在用户状态下存放像condition标志中断禁用等标志的。

　　另外还有VFP(向量浮点运算)相关的寄存器，不在列举。

三、常用汇编

　　助记符　　说明 
　　ADC 　　 带进位的加法
　　ADD 　　 加法
　　AND 　　 逻辑与
　　B 　　　  分支跳转，很少单独使用
　　BL          分支跳转，跳转后返回地址存入r14
　　BX          分支跳转，并切换指令模式（Thumb/ARM）
　　CMP        比较值，结果存在程序状态寄存器，一般用于分支判断
　　BEQ        结果为0则跳转
　　BNE        结果不为0跳转
　　LDR        加载寄存器，从内存加载到寄存器  
　　LDRB      装载字节到寄存器  
　　LDRH      装载半字到寄存器（一个字是32位）
　　LSL         逻辑左移 这是一个选项，不是指令
　　LSR         逻辑右移 这是一个选项，不是指令
　　MOV        传送值/寄存器到一个寄存器 
　　STR         存储一个寄存器，寄存器值存到内存 
　　STRB       存储一个字节
　　STRH       存储一个半字
　　SUB         减法
　　PUSH POP 堆栈操作

四、函数调用

　　函数的参数、局部变量、返回地址都在栈上存着，这部分栈上的内存称为栈帧。和R0~R15（不一定全部）、CPSR等一起构成了函数的运行环境。每一个函数系统都会分配一个栈帧，执行完成后系统自动收回。每个函数都以为R0~R15、CPSR等CPU相关寄存器为自己一人享有，所以要做一些必要操作。

　　举个例子：假设A调用B时，那么A要保存自己的运行环境（保存现场），B执行完后，要恢复A的运行环境（恢复现场）；另外A还可以通过R0—R4来传递参数，参数超过4个可以通过栈，B返回时可以通过R0传递返回值。其中主要涉及的就是栈的操作和寄存器的操作。下图为函数调用前后栈的布局，左边为调用前，右边为调用后，当B返回时应回到左边状态（A调用B之前的状态，就像没有调用B一样）。

　　在上图中，一个栈帧除了已经提到的参数区域(parameter area)、链接区域(linkage area)、局部变量存储区(local storage area)外还有栈帧指针存放区域(saved frame pointer)、寄存器存储区(saved registers area)，栈帧指针上面已介绍（R7）；寄存器存储区：保存非易失寄存器（R4,R5,R6,R8,R10,R11）,后面的汇编代码例子会介绍。

　　开始调用（现场保护）：

　　1）LR入栈；

　　2）R7入栈，包存要恢复的寄存器入栈；

　　3）R7 = SP地址；

　　4）将callee会修改且在返回caller时需要恢复的寄存器入栈；

　　5）分配栈空间给子程序使用。

　　下图为汇编代码（使用hopper disassemble反编译的代码），分析如下：

　　第一行：将LR, R7, R4-R6入栈；

　　第二行：r7=sp-0xc（指向old R7），之所以减去0xc因为PUSH后，r4，r5，r6占去12个字节；

　　第三行：保存要恢复的寄存器；

　　第四行：给当前函数开辟栈空间。

　　函数返回（恢复现场）：

　　1）释放栈空间；

　　2）恢复所保存的寄存器；

　　3）恢复R7；

　　4）将之前存放的LR从栈上弹出到PC，这样函数就返回了。

　　下图为汇编代码（使用hopper disassemble反编译的代码），分析如下：

　　第一行：释放栈空间；

　　第二行：恢复保存的寄存器；

　　第三行：恢复保存的寄存器，恢复R7，将之前存放的LR从栈上弹出到PC。