Anotovaná x64 dekompilace

Následující velmi jednoduchá funkce znázorňuje konvenci volání x64.

int Simple(int i, int j)
{
    return i*5 + j + 3;
}

Tento kód se zkompiluje takto:

01001080 lea     eax,[rdx+rcx*4]        ; eax = rdx+rcx*4
01001083 lea     eax,[rcx+rax+0x3]      ; eax = rcx+rax+3
01001087 ret

Parametry i a j jsou předány v ekx a edx registrech, v uvedeném pořadí. Vzhledem k tomu, že existují pouze dva parametry, rutina vůbec zásobník nepoužívá.

Konkrétní kód vygenerovaný využívá tři triky, z nichž jedna je specifická pro x64:

  1. Operaci lea lze použít k provedení řady jednoduchých aritmetických operací jako jedné operace. První instrukce ukládá j+i*4 v eaxu a druhá instrukce přidá k výsledku i+3 celkem j+i*5+3.

  2. Mnoho operací, jako je sčítání a násobení, je možné provést s větší přesností a potom zkrátit na správnou přesnost. V tomto případě kód používá 64bitové sčítání a násobení. Výsledek můžeme bezpečně zkrátit na 32 bitů.

  3. Na platformě x64 jakákoliv operace, která má výstup do 32bitového registru, automaticky rozšíří výsledek nulou. V tomto případě má výstup na eax vliv zkrácení výsledku na 32 bitů.

Návratové hodnoty se předávají v registru rax . V tomto případě je výsledek již v registru rax , takže funkce vrátí.

Dále se podíváme na složitější funkci, která demonstruje typickou demontáž x64:

HRESULT Meaningless(IDispatch *pdisp, DISPID dispid, BOOL fUnique, LPCWSTR pszExe)
{
    IQueryAssociations *pqa;
    HRESULT hr = AssocCreate(CLSID_QueryAssociations, IID_IQueryAssociations, (void**)&pqa);
    if (SUCCEEDED(hr)) {
        hr = pqa->Init(ASSOCF_INIT_BYEXENAME, pszExe, NULL, NULL);
        if (SUCCEEDED(hr)) {
            WCHAR wszName[MAX_PATH];
            DWORD cchName = MAX_PATH;
            hr = pqa->GetString(0, ASSOCSTR_FRIENDLYAPPNAME, NULL, wszName, &cchName);
            if (SUCCEEDED(hr)) {
                VARIANTARG rgvarg[2] = { 0 };
                V_VT(&rgvarg[0]) = VT_BSTR;
                V_BSTR(&rgvarg[0]) = SysAllocString(wszName);
                if (V_BSTR(&rgvarg[0])) {
                    DISPPARAMS dp;
                    LONG lUnique = InterlockedIncrement(&lCounter);
                    V_VT(&rgvarg[1]) = VT_I4;
                    V_I4(&rgvarg[1]) = fUnique ? lUnique : 0;
                    dp.rgvarg = rgvarg;
                    dp.cArgs = 2;
                    dp.rgdispidNamedArgs = NULL;
                    dp.cNamedArgs = 0;
                    hr = pdisp->Invoke(dispid, IID_NULL, 0, DISPATCH_METHOD, &dp, NULL, NULL, NULL);
                    VariantClear(&rgvarg[0]);
                    VariantClear(&rgvarg[1]);
                } else {
                    hr = E_OUTOFMEMORY;
                }
            }
        }
        pqa->Release();
    }
    return hr;
}

Projdeme tuto funkci a ekvivalentní strojový kód řádek po řádku.

Po zadání se parametry funkce ukládají takto:

  • rcx = pdisp.

  • Rdx = dispid.

  • r8 = fUnique.

  • r9 = pszExe.

Vzpomeňte si, že první čtyři parametry se předávají v registrech. Vzhledem k tomu, že tato funkce má pouze čtyři parametry, žádné se nepředávají na zásobník.

Sestavení začíná takto:

Meaningless:
010010e0 push    rbx                    ; save
010010e1 push    rsi                    ; save
010010e2 push    rdi                    ; save
010010e3 push    r12d                   ; save
010010e5 push    r13d                   ; save
010010e7 push    r14d                   ; save
010010e9 push    r15d                   ; save
010010eb sub     rsp,0x2c0              ; reserve stack
010010f2 mov     rbx,r9                 ; rbx = pszExe
010010f5 mov     r12d,r8d               ; r12 = fUnique (zero-extend)
010010f8 mov     r13d,edx               ; r13 = dispid  (zero-extend)
010010fb mov     rsi,rcx                ; rsi = pdisp

Funkce začíná uložením nevolatilních registrů a následným rezervováním prostoru zásobníku pro místní proměnné. Potom uloží parametry v nevolatilních registrech. Všimněte si, že cílem prostředních dvou instrukcí mov je 32bitový registr, takže jsou implicitně nulou rozšířeny na 64 bitů.

    IQueryAssociations *pqa;
    HRESULT hr = AssocCreate(CLSID_QueryAssociations, IID_IQueryAssociations, (void**)&pqa);

Prvním parametrem assocCreate je 128bitové CLSID předané hodnotou. Vzhledem k tomu, že se nevejde do 64bitového registru, modul CLSID se zkopíruje do zásobníku a místo toho se předá ukazatel na umístění zásobníku.

010010fe movdqu  xmm0,oword ptr [CLSID_QueryAssociations (01001060)]
01001106 movdqu  oword ptr [rsp+0x60],xmm0  ; temp buffer for first parameter
0100110c lea     r8,[rsp+0x58]          ; arg3 = &pqa
01001111 lea rdx,[IID_IQueryAssociations (01001070)] ; arg2 = &IID_IQueryAssociations
01001118 lea     rcx,[rsp+0x60]         ; arg1 = &temporary
0100111d call qword ptr [_imp_AssocCreate (01001028)] ; call

Instrukce movdqu přenáší 128bitové hodnoty do a z xmmn registrů. V tomto případě kód sestavení použije ke zkopírování MODULU CLSID do zásobníku. Ukazatel na CLSID se předává v r8. Další dva argumenty jsou předány v rcx a rdx.

    if (SUCCEEDED(hr)) {

01001123 test    eax,eax
01001125 jl      ReturnEAX (01001281)

Kód zkontroluje, jestli je návratová hodnota úspěšná.

        hr = pqa->Init(ASSOCF_INIT_BYEXENAME, pszExe, NULL, NULL);

0100112b mov     rcx,[rsp+0x58]         ; arg1 = pqa
01001130 mov     rax,[rcx]              ; rax = pqa.vtbl
01001133 xor     r14d,r14d              ; r14 = 0
01001136 mov     [rsp+0x20],r14         ; arg5 = 0
0100113b xor     r9d,r9d                ; arg4 = 0
0100113e mov     r8,rbx                 ; arg3 = pszExe
01001141 mov     r15d,0x2               ; r15 = 2 (for later)
01001147 mov     edx,r15d               ; arg2 = 2 (ASSOCF_INIT_BY_EXENAME)
0100114a call    qword ptr [rax+0x18]   ; call Init method

Toto je nepřímé volání funkce pomocí vtable jazyka C++. Tento ukazatel se předá v rcx jako první parametr. První tři parametry se předávají v registrech, zatímco poslední parametr se předává na zásobník. Funkce si pro parametry předané v registrech vyhrazuje 16 bajtů, takže pátý parametr začíná na rsp+0x20.

        if (SUCCEEDED(hr)) {

0100114d mov     ebx,eax                ; ebx = hr
0100114f test    ebx,ebx                ; FAILED?
01001151 jl      ReleasePQA (01001274)  ; jump if so

Kód jazyka sestavení uloží výsledek do ebx a zkontroluje, jestli se jedná o kód úspěchu.

            WCHAR wszName[MAX_PATH];
            DWORD cchName = MAX_PATH;
            hr = pqa->GetString(0, ASSOCSTR_FRIENDLYAPPNAME, NULL, wszName, &cchName);
            if (SUCCEEDED(hr)) {

01001157 mov     dword ptr [rsp+0x50],0x104 ; cchName = MAX_PATH
0100115f mov     rcx,[rsp+0x58]         ; arg1 = pqa
01001164 mov     rax,[rcx]              ; rax = pqa.vtbl
01001167 lea     rdx,[rsp+0x50]         ; rdx = &cchName
0100116c mov     [rsp+0x28],rdx         ; arg6 = cchName
01001171 lea     rdx,[rsp+0xb0]         ; rdx = &wszName[0]
01001179 mov     [rsp+0x20],rdx         ; arg5 = &wszName[0]
0100117e xor     r9d,r9d                ; arg4 = 0
01001181 mov     r8d,0x4                ; arg3 = 4 (ASSOCSTR_FRIENDLYNAME)
01001187 xor     edx,edx                ; arg2 = 0
01001189 call    qword ptr [rax+0x20]   ; call GetString method
0100118c mov     ebx,eax                ; ebx = hr
0100118e test    ebx,ebx                ; FAILED?
01001190 jl      ReleasePQA (01001274)  ; jump if so

Znovu nastavíme parametry a zavoláme funkci a otestujeme návratovou hodnotu pro úspěch.

                VARIANTARG rgvarg[2] = { 0 };

01001196 lea     rdi,[rsp+0x82]         ; rdi = &rgvarg
0100119e xor     eax,eax                ; rax = 0
010011a0 mov     ecx,0x2e               ; rcx = sizeof(rgvarg)
010011a5 rep     stosb                  ; Zero it out

Idiomaticická metoda pro vynulování vyrovnávací paměti na platformě x64 je stejná jako x86.

                V_VT(&rgvarg[0]) = VT_BSTR;
                V_BSTR(&rgvarg[0]) = SysAllocString(wszName);
                if (V_BSTR(&rgvarg[0])) {

010011a7 mov     word ptr [rsp+0x80],0x8 ; V_VT(&rgvarg[0]) = VT_BSTR
010011b1 lea     rcx,[rsp+0xb0]         ; arg1 = &wszName[0]
010011b9 call    qword ptr [_imp_SysAllocString (01001010)] ; call
010011bf mov     [rsp+0x88],rax         ; V_BSTR(&rgvarg[0]) = result
010011c7 test    rax,rax                ; anything allocated?
010011ca je      OutOfMemory (0100126f) ; jump if failed

                    DISPPARAMS dp;
                    LONG lUnique = InterlockedIncrement(&lCounter);

010011d0 lea     rax,[lCounter (01002000)]
010011d7 mov     ecx,0x1
010011dc lock    xadd [rax],ecx             ; interlocked exchange and add
010011e0 add     ecx,0x1

InterlockedIncrement se zkompiluje přímo do strojového kódu. Instrukce lock xadd provede atomovou operaci výměny a následného přičtení. Konečný výsledek je uložen v ecx.

                    V_VT(&rgvarg[1]) = VT_I4;
                    V_I4(&rgvarg[1]) = fUnique ? lUnique : 0;

010011e3 mov     word ptr [rsp+0x98],0x3    ; V_VT(&rgvarg[1]) = VT_I4;
010011ed mov     eax,r14d                   ; rax = 0 (r14d is still zero)
010011f0 test    r12d,r12d                  ; fUnique set?
010011f3 cmovne  eax,ecx                    ; if so, then set rax=lCounter
010011f6 mov     [rsp+0xa0],eax             ; V_I4(&rgvarg[1]) = ...

Vzhledem k tomu, x64 podporuje cmov instrukce, ?: konstruktor lze zkompilovat bez použití skoku.

                    dp.rgvarg = rgvarg;
                    dp.cArgs = 2;
                    dp.rgdispidNamedArgs = NULL;
                    dp.cNamedArgs = 0;

010011fd lea     rax,[rsp+0x80]             ; rax = &rgvarg[0]
01001205 mov     [rsp+0x60],rax             ; dp.rgvarg = rgvarg
0100120a mov     [rsp+0x70],r15d            ; dp.cArgs = 2 (r15 is still 2)
0100120f mov     [rsp+0x68],r14             ; dp.rgdispidNamedArgs = NULL
01001214 mov     [rsp+0x74],r14d            ; dp.cNamedArgs = 0

Tento kód inicializuje zbytek členů DISPPARAMS. Všimněte si, že kompilátor znovu použije paměť na zásobníku, kterou dříve používal CLSID.

                    hr = pdisp->Invoke(dispid, IID_NULL, 0, DISPATCH_METHOD, &dp, NULL, NULL, NULL);

01001219 mov     rax,[rsi]                  ; rax = pdisp.vtbl
0100121c mov     [rsp+0x40],r14             ; arg9 = 0
01001221 mov     [rsp+0x38],r14             ; arg8 = 0
01001226 mov     [rsp+0x30],r14             ; arg7 = 0
0100122b lea     rcx,[rsp+0x60]             ; rcx = &dp
01001230 mov     [rsp+0x28],rcx             ; arg6 = &dp
01001235 mov     word ptr [rsp+0x20],0x1    ; arg5 = 1 (DISPATCH_METHOD)
0100123c xor     r9d,r9d                    ; arg4 = 0
0100123f lea     r8,[GUID_NULL (01001080)]  ; arg3 = &IID_NULL
01001246 mov     edx,r13d                   ; arg2 = dispid
01001249 mov     rcx,rsi                    ; arg1 = pdisp
0100124c call    qword ptr [rax+0x30]       ; call Invoke method
0100124f mov     ebx,eax                    ; hr = result

Kód pak nastaví parametry a zavolá metodu Invoke .

                    VariantClear(&rgvarg[0]);
                    VariantClear(&rgvarg[1]);

01001251 lea     rcx,[rsp+0x80]             ; arg1 = &rgvarg[0]
01001259 call    qword ptr [_imp_VariantClear (01001018)]
0100125f lea     rcx,[rsp+0x98]             ; arg1 = &rgvarg[1]
01001267 call    qword ptr [_imp_VariantClear (01001018)]
0100126d jmp     ReleasePQA (01001274)

Kód dokončí aktuální větev podmíněné větve a přeskočí přes jinou větev.

                } else {
                    hr = E_OUTOFMEMORY;
                }
            }

OutOfMemory:
0100126f mov     ebx,0x8007000e             ; hr = E_OUTOFMEMORY
        pqa->Release();
ReleasePQA:
01001274 mov     rcx,[rsp+0x58]             ; arg1 = pqa
01001279 mov     rax,[rcx]                  ; rax = pqa.vtbl
0100127c call    qword ptr [rax+0x10]       ; release

Větev else .

    return hr;
}

0100127f mov     eax,ebx                    ; rax = hr (for return value)
ReturnEAX:
01001281 add     rsp,0x2c0                  ; clean up the stack
01001288 pop     r15d                       ; restore
0100128a pop     r14d                       ; restore
0100128c pop     r13d                       ; restore
0100128e pop     r12d                       ; restore
01001290 pop     rdi                        ; restore
01001291 pop     rsi                        ; restore
01001292 pop     rbx                        ; restore
01001293 ret                                ; return (do not pop arguments)

Vrácená hodnota je uložena v rax a poté se před vrácením obnoví nevolatilní registry.

Viz také

architektura x64

Wikipedie X86–64