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标题: Capstone反汇编（二） [打印本页]

作者: 王柳 时间: 2022-6-23 20:11
标题: Capstone反汇编（二）
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前言

Capstone反汇编（一）
上篇文章只是简单分析了官方给出的一个案例用到的API，接下来分析其它的API和数据结构
一 cs_option API 分析

1.1 cs_option

反编译引擎的运行时选项

cs_option(csh ud, cs_opt_type type, size_t value)

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1.2 cs_opt_type

type是cs_option函数的第二个参数，是反汇编引擎运行时枚举选项

// 反汇编引擎的运行时选项
typedef enum cs_opt_type {
CS_OPT_INVALID = 0, // <未指定选项
CS_OPT_SYNTAX, // 汇编输出语法
CS_OPT_DETAIL, // 将指令结构分解为细节
CS_OPT_MODE, // 在运行时更改引擎的模式
CS_OPT_MEM, // 用户自定义动态内存相关函数
CS_OPT_SKIPDATA, // 反汇编时跳过数据，然后引擎处于 SKIPDATA 模式。
CS_OPT_SKIPDATA_SETUP, // 为 SKIPDATA 选项设置用户自定义函数
CS_OPT_MNEMONIC, // 自定义指令助记符
CS_OPT_UNSIGNED, // 以无符号形式打印立即操作数
} cs_opt_type;

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看一下结果反汇编出来的语法变成了AT&T语法

其中：

/// Runtime option value (associated with option type above)
typedef enum cs_opt_value {
CS_OPT_OFF = 0, ///< Turn OFF an option - default for CS_OPT_DETAIL, CS_OPT_SKIPDATA, CS_OPT_UNSIGNED.
CS_OPT_ON = 3, ///< Turn ON an option (CS_OPT_DETAIL, CS_OPT_SKIPDATA).
CS_OPT_SYNTAX_DEFAULT = 0, ///< Default asm syntax (CS_OPT_SYNTAX).
CS_OPT_SYNTAX_INTEL, ///< X86 Intel asm syntax - default on X86 (CS_OPT_SYNTAX).
CS_OPT_SYNTAX_ATT, ///< X86 ATT asm syntax (CS_OPT_SYNTAX).
CS_OPT_SYNTAX_NOREGNAME, ///< Prints register name with only number (CS_OPT_SYNTAX)
CS_OPT_SYNTAX_MASM, ///< X86 Intel Masm syntax (CS_OPT_SYNTAX).
CS_OPT_SYNTAX_MOTOROLA, ///< MOS65XX use $ as hex prefix
} cs_opt_value;

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// 以AT&T语法显示
cs_option(handle, CS_OPT_SYNTAX, CS_OPT_SYNTAX_ATT);

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二、 SKIPDATA mode

默认情况下，Capstone 在遇到 a broken instruction 时会停止反汇编，大多数时候，原因是这是输入中混合的数据，Capstone 不理解这个“weird” code。
通常，建议您确定下一个代码在哪里，然后从该位置继续反汇编。但是，在某些情况下，您只想让 Capstone 自动跳过一些数据，直到找到合法指令，然后从那里继续。因此，为此目的引入了 SKIPDATA 模式。
简单点来说就是当输入的二进制代码中有不合法的指令，Capstone遇到这个不合法指令便会停止反汇编，不会继续反汇编后面的数据，所以引入了SKIPDATA 模式，跳过这些不合法的指令，并用一个助记符替代，然后继续反汇编后面的数据。
2.1 数据结构

cs_opt_skipdata

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <inttypes.h>
#include <capstone/capstone.h>
#define CODE "\x55\x48\x8b\x05\xb8\x13\x00\x00"
static void print_string_hex(unsigned char *str, size_t len)
{
unsigned char *c;
printf("Code: ");
for (c = str; c < str + len; c++) {
printf("0x%02x ", *c & 0xff);
}
printf("\n");
}
int main(void)
{
csh handle;
cs_insn *insn;
size_t count;
if (cs_open(CS_ARCH_X86, CS_MODE_64, &handle) != CS_ERR_OK)
return -1;
// 以AT&T语法显示
cs_option(handle, CS_OPT_SYNTAX, CS_OPT_SYNTAX_ATT);
print_string_hex(CODE, strlen(CODE));
printf("Disasm:\n");
count = cs_disasm(handle, CODE, sizeof(CODE)-1, 0x1000, 0, &insn);
if (count > 0) {
size_t j;
for (j = 0; j < count; j++) {
printf("0x%"PRIx64":\t%s\t\t%s : ", insn[j].address, insn[j].mnemonic,
insn[j].op_str);
for(int i = 0 ; i < insn[j].size; i++)
{
printf("0x%02x ", insn[j].bytes[i]);
}
printf("\n");
}
cs_free(insn, count);
} else
printf("ERROR: Failed to disassemble given code!\n");
cs_close(&handle);
return 0;
}

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（2）cs_skipdata_cb_t

insn[j].bytes[i]是指令的机器码，即对应的二进制
insn[j].size是该机器指令的长度

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（3）打开 SKIPDATA mode
要让Capstone跳过一些(未知的)数据量，直到下一个合法指令，只需使用cs_option()打开选项CS_OPT_SKIPDATA(默认关闭)，如下所示：

for(int i = 0 ; i < insn[j].size; i++)
{
printf("0x%02x ", insn[j].bytes[i]);
}

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2.2 例程演示

例程采用官方的例程：
使用SKIPDATA mode 之前：

//用户自定义设置 SKIPDATA 选项
typedef struct cs_opt_skipdata {
// Capstone 将要跳过的数据视为特殊的“指令”
// 用户可以在这里为该指令的“助记符”指定字符串。
// 默认情况下（如果 @mnemonic 为 NULL），Capstone 使用“.byte”。
const char *mnemonic;
// Capstone hits 数据时调用的用户自定义回调函数
// 如果此回调的返回值为正数 (>0), Capstone 将准确跳过该字节数并继续
// 否则，如果回调返回 0，Capstone 停止反汇编并立即从 cs_disasm() 返回
// 注意：如果此回调指针为 NULL，Capstone 将根据体系结构跳过一些字节，如下所示：
/// Arm: 2 bytes (Thumb mode) or 4 bytes.
/// Arm64: 4 bytes.
/// Mips: 4 bytes.
/// M680x: 1 byte.
/// PowerPC: 4 bytes.
/// Sparc: 4 bytes.
/// SystemZ: 2 bytes.
/// X86: 1 bytes.
/// XCore: 2 bytes.
/// EVM: 1 bytes.
/// RISCV: 4 bytes.
/// WASM: 1 bytes.
/// MOS65XX: 1 bytes.
/// BPF: 8 bytes.
cs_skipdata_cb_t callback; // default value is NULL
// 用户自定义数据将被传递给callback函数指针
void *user_data;
} cs_opt_skipdata;

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Capstone 在遇到 a broken instruction 时会停止反汇编了。
使用SKIPDATA mode 之后：

/**
SKIPDATA 选项的用户定义回调函数
@code: 包含要反汇编的代码的输入缓冲区。
这与传递给 cs_disasm() 的缓冲区相同。
@code_size: 上述 code 缓冲区的大小（以字节为单位）。
@offset: 当前检查字节在上述输入缓冲区 code 中的位置。
@user_data: 用户数据通过 cs_opt_skipdata 结构中的 user_data 字段传递给 cs_option()。
@return: 返回要跳过的字节数，或 0 立即停止反汇编。
*/
typedef size_t (CAPSTONE_API *cs_skipdata_cb_t)(const uint8_t *code, size_t code_size, size_t offset, void *user_data);

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Capstone 在遇到 a broken instruction 时，自动跳过一些数据，用.byte代替，直到找到合法指令，然后从那里继续反汇编。
Capstone 跳过 1 个字节的数据并继续从输入流中的下一个字节进行反汇编。在这种情况下，实际上 Capstone 将跳过数据视为指令 ID 为零的特殊指令，助记符为“.byte”，操作数字符串为其跳过的字节序列的十六进制代码。

2.3 改变助记符例程

如上所述，Capstone 认为数据将被跳过具有默认助记符“.byte”的指令。要更改此助记符，请使用带有 CS_OPT_SKIPDATA_SETUP 的 cs_option()，如下所示：

csh handle;
cs_open(CS_ARCH_X86, CS_MODE_64, &handle);
// turn on SKIPDATA mode
cs_option(handle, CS_OPT_SKIPDATA, CS_OPT_ON);

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/* Capstone Disassembler Engine */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <capstone/platform.h>
#include <capstone/capstone.h>
struct platform {
cs_arch arch;
cs_mode mode;
unsigned char *code;
size_t size;
const char *comment;
cs_opt_type opt_type;
cs_opt_value opt_value;
cs_opt_type opt_skipdata;
size_t skipdata;
};
static void print_string_hex(unsigned char *str, size_t len)
{
unsigned char *c;
printf("Code: ");
for (c = str; c < str + len; c++) {
printf("0x%02x ", *c & 0xff);
}
printf("\n");
}
static void test()
{
#define RANDOM_CODE "\xed\x00\x00\x00\x00\x1a\x5a\x0f\x1f\xff\xc2\x09\x80\x00\x00\x00\x07\xf7\xeb\x2a\xff\xff\x7f\x57\xe3\x01\xff\xff\x7f\x57\xeb\x00\xf0\x00\x00\x24\xb2\x4f\x00\x78"
struct platform platforms[] = {
{
CS_ARCH_X86,
CS_MODE_64,
(unsigned char*)RANDOM_CODE,
sizeof(RANDOM_CODE) - 1,
},
};
csh handle;
uint64_t address = 0x1000;
cs_insn *insn;
cs_err err;
int i;
size_t count;
for (i = 0; i < sizeof(platforms)/sizeof(platforms[0]); i++) {
err = cs_open(platforms[i].arch, platforms[i].mode, &handle);
if (err) {
printf("Failed on cs_open() with error returned: %u\n", err);
abort();
}
if (platforms[i].opt_type)
cs_option(handle, platforms[i].opt_type, platforms[i].opt_value);
count = cs_disasm(handle, platforms[i].code, platforms[i].size, address, 0, &insn);
if (count) {
size_t j;
print_string_hex(platforms[i].code, platforms[i].size);
printf("Disasm:\n");
for (j = 0; j < count; j++) {
printf("0x%" PRIx64 ":\t%s\t\t%s\n",
insn[j].address, insn[j].mnemonic, insn[j].op_str);
}
// print out the next offset, after the last insn
printf("0x%" PRIx64 ":\n", insn[j-1].address + insn[j-1].size);
// free memory allocated by cs_disasm()
cs_free(insn, count);
} else {
printf("****************\n");
print_string_hex(platforms[i].code, platforms[i].size);
printf("ERROR: Failed to disasm given code!\n");
abort();
}
printf("\n");
cs_close(&handle);
}
}
int main()
{
test();
return 0;
}

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从结果可以看到助记符由.byte变成db了。
总结

本文章主要讲解了cs_option函数和Capstone的SKIPDATA mode。
参考资料

https://xz.aliyun.com/t/5772
https://xz.aliyun.com/t/5753
http://www.capstone-engine.org/skipdata.html

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