iOS逆向003--狀態(tài)寄存器

內(nèi)存分區(qū)域
代碼區(qū)  特點(diǎn): 可讀可寫可執(zhí)行
棧區(qū)域  放參數(shù)和局部變量
堆區(qū)域 動態(tài)申請 可讀可寫
全局:  可讀可寫
常量區(qū): 只讀!

CPU內(nèi)部的寄存器中,有一種特殊的寄存器(對于不同的處理器,個數(shù)和結(jié)構(gòu)都可能不同).這種寄存器在ARM中,被稱為狀態(tài)寄存器就是CPSR(current program status register)寄存器
CPSR和其他寄存器不一樣,其他寄存器是用來存放數(shù)據(jù)的,都是整個寄存器具有一個含義.而CPSR寄存器是按位起作用的,也就是說,它的每一位都有專門的含義,記錄特定的信息.

注:CPSR寄存器是32位的

  • CPSR的低8位(包括I、F、T和M[4:0])稱為控制位,程序無法修改,除非CPU運(yùn)行于特權(quán)模式下,程序才能修改控制位!
  • N、Z、C、V均為條件碼標(biāo)志位。它們的內(nèi)容可被算術(shù)或邏輯運(yùn)算的結(jié)果所改變,并且可以決定某條指令是否被執(zhí)行!意義重大!
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N(Negative)標(biāo)志

CPSR的第31位是 N,符號標(biāo)志位。它記錄相關(guān)指令執(zhí)行后,其結(jié)果是否為負(fù).如果為負(fù) N = 1,如果是非負(fù)數(shù) N = 0.

注意,在ARM64的指令集中,有的指令的執(zhí)行時影響狀態(tài)寄存器的,比如add\sub\or等,他們大都是運(yùn)算指令(進(jìn)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算);

Z(Zero)標(biāo)志

CPSR的第30位是Z,0標(biāo)志位。它記錄相關(guān)指令執(zhí)行后,其結(jié)果是否為0.如果結(jié)果為0.那么Z = 1.如果結(jié)果不為0,那么Z = 0.

對于Z的值,我們可以這樣來看,Z標(biāo)記相關(guān)指令的計(jì)算結(jié)果是否為0,如果為0,則N要記錄下<q style="box-sizing: border-box;">是0</q>這樣的肯定信息.在計(jì)算機(jī)中1表示邏輯真,表示肯定.所以當(dāng)結(jié)果為0的時候Z = 1,表示<q style="box-sizing: border-box;">結(jié)果是0</q>.如果結(jié)果不為0,則Z要記錄下<q style="box-sizing: border-box;">不是0</q>這樣的否定信息.在計(jì)算機(jī)中0表示邏輯假,表示否定,所以當(dāng)結(jié)果不為0的時候Z = 0,表示<q style="box-sizing: border-box;">結(jié)果不為0</q>。

C(Carry)標(biāo)志

CPSR的第29位是C,進(jìn)位標(biāo)志位。一般情況下,進(jìn)行無符號數(shù)的運(yùn)算。
加法運(yùn)算:當(dāng)運(yùn)算結(jié)果產(chǎn)生了進(jìn)位時(無符號數(shù)溢出),C=1,否則C=0。
減法運(yùn)算(包括CMP):當(dāng)運(yùn)算時產(chǎn)生了借位時(無符號數(shù)溢出),C=0,否則C=1。

對于位數(shù)為N的無符號數(shù)來說,其對應(yīng)的二進(jìn)制信息的最高位,即第N - 1位,就是它的最高有效位,而假想存在的第N位,就是相對于最高有效位的更高位。如下圖所示:

image.png

進(jìn)位

我們知道,當(dāng)兩個數(shù)據(jù)相加的時候,有可能產(chǎn)生從最高有效位想更高位的進(jìn)位。比如兩個32位數(shù)據(jù):0xaaaaaaaa + 0xaaaaaaaa,將產(chǎn)生進(jìn)位。由于這個進(jìn)位值在32位中無法保存,我們就只是簡單的說這個進(jìn)位值丟失了。其實(shí)CPU在運(yùn)算的時候,并不丟棄這個進(jìn)位制,而是記錄在一個特殊的寄存器的某一位上。ARM下就用C位來記錄這個進(jìn)位值。比如,下面的指令

mov w0,#0xaaaaaaaa;0xa 的二進(jìn)制是 1010
adds w0,w0,w0; 執(zhí)行后 相當(dāng)于 1010 << 1 進(jìn)位1(無符號溢出) 所以C標(biāo)記 為 1
adds w0,w0,w0; 執(zhí)行后 相當(dāng)于 0101 << 1 進(jìn)位0(無符號沒溢出) 所以C標(biāo)記 為 0
adds w0,w0,w0; 重復(fù)上面操作
adds w0,w0,w0

借位

當(dāng)兩個數(shù)據(jù)做減法的時候,有可能向更高位借位。再比如,兩個32位數(shù)據(jù):0x00000000 - 0x000000ff,將產(chǎn)生借位,借位后,相當(dāng)于計(jì)算0x100000000 - 0x000000ff。得到0xffffff01 這個值。由于借了一位,所以C位 用來標(biāo)記借位。C = 0.比如下面指令:

mov w0,#0x0
subs w0,w0,#0xff ;
subs w0,w0,#0xff
subs w0,w0,#0xff

V(Overflow)溢出標(biāo)志

CPSR的第28位是V,溢出標(biāo)志位。在進(jìn)行有符號數(shù)運(yùn)算的時候,如果超過了機(jī)器所能標(biāo)識的范圍,稱為溢出。

  • 正數(shù) + 正數(shù) 為負(fù)數(shù) 溢出
  • 負(fù)數(shù) + 負(fù)數(shù) 為正數(shù) 溢出
  • 正數(shù) + 負(fù)數(shù) 不可能溢出
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