Desmontagem x64 anotada
A função muito simples a seguir ilustra a convenção de chamada x64.
int Simple(int i, int j)
{
return i*5 + j + 3;
}
Isso é compilado para um código como este:
01001080 lea eax,[rdx+rcx*4] ; eax = rdx+rcx*4
01001083 lea eax,[rcx+rax+0x3] ; eax = rcx+rax+3
01001087 ret
Os parâmetros i e j são passados nos registros ecx e edx , respectivamente. Como há apenas dois parâmetros, a rotina não usa a pilha.
O código específico gerado explora três truques, um dos quais é específico para o x64:
A operação lea pode ser usada para executar uma série de operações aritméticas simples como uma única operação. A primeira instrução armazena j+i*4 em eax e a segunda instrução adiciona i+3 ao resultado, para um total de j+i*5+3.
Muitas operações, como adição e multiplicação, podem ser feitas com precisão extra e truncadas para a precisão correta. Nesse caso, o código usa adição e multiplicação de 64 bits. Podemos truncar com segurança o resultado em 32 bits.
No x64, qualquer operação gerada para um registro de 32 bits estende automaticamente o resultado. Nesse caso, a saída para eax tem o efeito de truncar o resultado para 32 bits.
Os valores retornados são passados no registro rax . Nesse caso, o resultado já está no registro rax , portanto, a função retorna.
Em seguida, consideramos uma função mais complicada para demonstrar a desmontagem x64 típica:
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;
}
Vamos passar por essa função e a linha de assembly equivalente por linha.
Quando inseridos, os parâmetros da função são armazenados da seguinte maneira:
Rcx = pdisp.
Rdx = dispid.
r8 = fUnique.
r9 = pszExe.
Lembre-se de que os quatro primeiros parâmetros são passados em registros. Como essa função tem apenas quatro parâmetros, nenhum é passado na pilha.
O assembly começa da seguinte maneira:
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
A função começa salvando registros não voláteis e reservando espaço de pilha para variáveis locais. Em seguida, ele salva parâmetros em registros não voláteis. Observe que o destino das duas instruções mov intermediárias é um registro de 32 bits, portanto, elas são implicitamente estendidas por zero para 64 bits.
IQueryAssociations *pqa;
HRESULT hr = AssocCreate(CLSID_QueryAssociations, IID_IQueryAssociations, (void**)&pqa);
O primeiro parâmetro para AssocCreate é um CLSID de 128 bits passado por valor. Como isso não se encaixa em um registro de 64 bits, o CLSID é copiado para a pilha e um ponteiro para o local da pilha é passado.
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
A instrução movdqu transfere valores de 128 bits de e para registros xmmn . Nessa instância, o código do assembly o usa para copiar o CLSID para a pilha. O ponteiro para o CLSID é passado em r8. Os outros dois argumentos são passados em rcx e rdx.
if (SUCCEEDED(hr)) {
01001123 test eax,eax
01001125 jl ReturnEAX (01001281)
O código verifica se o valor retornado é um sucesso.
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
Essa é uma chamada de função indireta usando uma vtable C++. O ponteiro this é passado em rcx como o primeiro parâmetro. Os três primeiros parâmetros são passados em registros, enquanto o parâmetro final é passado na pilha. A função reserva 16 bytes para os parâmetros passados em registros, portanto, o quinto parâmetro começa em rsp+0x20.
if (SUCCEEDED(hr)) {
0100114d mov ebx,eax ; ebx = hr
0100114f test ebx,ebx ; FAILED?
01001151 jl ReleasePQA (01001274) ; jump if so
O código da linguagem assembly salva o resultado em ebx e verifica se é um código de êxito.
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
Mais uma vez, configuramos os parâmetros e chamamos uma função e, em seguida, testamos o valor retornado para êxito.
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
O método idiomático para zera um buffer em x64 é o mesmo que 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 é compilado diretamente no código do computador. A instrução xadd de bloqueio executa uma troca atômica e adiciona. O resultado final é armazenado em 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]) = ...
Como o x64 dá suporte à instrução cmov , o constructo ?: pode ser compilado sem usar um salto.
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
Esse código inicializa o restante dos membros do DISPPARAMS. Observe que o compilador reutiliza o espaço na pilha usada anteriormente pelo 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
Em seguida, o código configura os parâmetros e chama o método 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)
O código conclui o branch atual do condicional e ignora o branch else .
} 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
O branch 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)
O valor retornado é armazenado em rax e, em seguida, os registros não voláteis são restaurados antes de retornar.
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