[已解决]有点不太懂

xiaohaituan

当执行call指令入栈ip为多少，执行后又为多少？

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兰陵月

2017-11-24 16:23:05

xiaohaituan 发表于 2017-11-24 15:16
执行call指令的两步，入栈的ip应该是inc ax 处的，而跳转jmp ds:[0eh]的ip是0eh对吗？为何入栈的也是0eh ...

这个题目的结果是AX=3，但是错误的思路得出的结果也是一样。

想错了和想正确了的答案都一样，所以我觉得这个题目出得好。

但忽略了圆括号里面的内容的同学，那将学不到一个关键的东西，

那就是真正的CALL指令的执行过程。

首先，来个图片，在以后的学习过程中一定要牢牢记住图片中的红色文字。


（一）在这个题目里，压入栈里的东东到底是多少？我不知道，你不知道，王爽也不知道。但我们知道，压入的是指令inc ax所在处的偏移地址。
（二）但是这个执行就千万要注意了，绝不是那么想当然。

想当然的想法—错误的想法：

（1）读取指令CALL WORD PTR DS:[0EH]
（2）此时IP指向下一条指令。
（3）将IP的值压入栈，压入后SP指向0EH单元，其中的值IP为下一条指令的偏移地址。
（4）读取DS:[0EH]的值，将其给IP后，程序跳转到CS:IP处执行。
  因为IP就是下一条指令的偏移，所以程序直接跳转到INC AX处执行。

（三）正确的思路-真正正确的执行过程，这就是为什么题目里会有圆括号里那些文字的原因。
（1）读取指令CALL WORD PTR DS:[0EH]
（2）CPU知道这是一个跳转指令，所以它把要跳转的目标地址暂时放到一个临时的位置
（3）执行 push 返回地址—也就是下一条指令处偏移地址的操作
（4）把临时位置处的地址给IP，跳转到这个IP地址。

为什么是这样？下面的代码是 Intel 指令手册中 Call 指令执行流程的一部分。

tempEIP ← DEST(Offset);
 
....
IF tempEIP is non-canonical
  THEN #GP(0); FI;
 
....
IF OperandSize = 16
    THEN
     Push(CS);
     Push(IP);
     CS ← DEST(CodeSegmentSelector);
     (* Segment descriptor information also loaded *)
     CS(RPL) ← CPL;
     EIP ← tempEIP;

C/C++代码，就算看不懂，基本也能看懂个意思。
第一行就把读取的目标地址数据（这个表述不一定准确，无所谓，你知道是这个意思就行）给了tempEIP（我不能肯定是否为寄存器重命名，毕竟这是16位汇编）。
最后一行把tempEIP给了EIP。[结合16位系统实模式，请忽略32位系统的EIP指针，把它变成16位的IP指针即可]

所以这个题目实际上执行了两次call
第一次，call跳转到cs:00处，因为第一次的ds:[0eh]单元里是0
第二次，call跳转到第一条inc ax处。
当然，最终结果都是AX=3。

也就是说，跳转的目标位置在读call指令的时候就已经定了，而不是push之后定的。
所谓用ds:[0eH]处的值代替IP，这时候用的是临时位置处的值，而这个值是push之前的值。
其实也很好理解，CPU说：我TMD的指令都读取完了，怎么还轮得到你PUSH一下就把我读的给改了呢 。

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丶忘却的年少o

你是要具体的ip值还是要思路？
思路就是：call执行把 call 指令的后一条所在的 ip 地址入栈，回来后能直接执行后一条。当执行了call后会跳转到ds：0Eh这里，ip应该是0Eh，因为ds是stack段的地址，整个程序也是从stack开始排序的。

xiaohaituan

丶忘却的年少o 发表于 2017-11-24 13:43
你是要具体的ip值还是要思路？
思路就是：call执行把 call 指令的后一条所在的 ip 地址入栈，回来后能直接 ...

执行call指令的两步，入栈的ip应该是inc ax 处的，而跳转jmp ds:[0eh]的ip是0eh对吗？为何入栈的也是0eh啊

兰陵月

xiaohaituan 发表于 2017-11-24 15:16
执行call指令的两步，入栈的ip应该是inc ax 处的，而跳转jmp ds:[0eh]的ip是0eh对吗？为何入栈的也是0eh ...

这个题目的结果是AX=3，但是错误的思路得出的结果也是一样。

想错了和想正确了的答案都一样，所以我觉得这个题目出得好。

但忽略了圆括号里面的内容的同学，那将学不到一个关键的东西，

那就是真正的CALL指令的执行过程。

首先，来个图片，在以后的学习过程中一定要牢牢记住图片中的红色文字。


（一）在这个题目里，压入栈里的东东到底是多少？我不知道，你不知道，王爽也不知道。但我们知道，压入的是指令inc ax所在处的偏移地址。
（二）但是这个执行就千万要注意了，绝不是那么想当然。

想当然的想法—错误的想法：

（1）读取指令CALL WORD PTR DS:[0EH]
（2）此时IP指向下一条指令。
（3）将IP的值压入栈，压入后SP指向0EH单元，其中的值IP为下一条指令的偏移地址。
（4）读取DS:[0EH]的值，将其给IP后，程序跳转到CS:IP处执行。
  因为IP就是下一条指令的偏移，所以程序直接跳转到INC AX处执行。

（三）正确的思路-真正正确的执行过程，这就是为什么题目里会有圆括号里那些文字的原因。
（1）读取指令CALL WORD PTR DS:[0EH]
（2）CPU知道这是一个跳转指令，所以它把要跳转的目标地址暂时放到一个临时的位置
（3）执行 push 返回地址—也就是下一条指令处偏移地址的操作
（4）把临时位置处的地址给IP，跳转到这个IP地址。

为什么是这样？下面的代码是 Intel 指令手册中 Call 指令执行流程的一部分。

tempEIP ← DEST(Offset);
 
....
IF tempEIP is non-canonical
  THEN #GP(0); FI;
 
....
IF OperandSize = 16
    THEN
     Push(CS);
     Push(IP);
     CS ← DEST(CodeSegmentSelector);
     (* Segment descriptor information also loaded *)
     CS(RPL) ← CPL;
     EIP ← tempEIP;

C/C++代码，就算看不懂，基本也能看懂个意思。
第一行就把读取的目标地址数据（这个表述不一定准确，无所谓，你知道是这个意思就行）给了tempEIP（我不能肯定是否为寄存器重命名，毕竟这是16位汇编）。
最后一行把tempEIP给了EIP。[结合16位系统实模式，请忽略32位系统的EIP指针，把它变成16位的IP指针即可]

所以这个题目实际上执行了两次call
第一次，call跳转到cs:00处，因为第一次的ds:[0eh]单元里是0
第二次，call跳转到第一条inc ax处。
当然，最终结果都是AX=3。

也就是说，跳转的目标位置在读call指令的时候就已经定了，而不是push之后定的。
所谓用ds:[0eH]处的值代替IP，这时候用的是临时位置处的值，而这个值是push之前的值。
其实也很好理解，CPU说：我TMD的指令都读取完了，怎么还轮得到你PUSH一下就把我读的给改了呢 。

xiaohaituan

兰陵月 发表于 2017-11-24 16:23
在这个题目里，压入栈里的东东到底是多少？

我不知道，你不知道，王爽也不知道。

那是怎么跳到inc ax这一步的呢

兰陵月

xiaohaituan 发表于 2017-11-24 16:44
那是怎么跳到inc ax这一步的呢

我在跟你详细写帖子，慢了点，请稍候~~~~~

xiaohaituan

兰陵月 发表于 2017-11-24 16:50
我在跟你详细写帖子，慢了点，请稍候~~~~~

谢谢啊，

兰陵月

xiaohaituan 发表于 2017-11-24 16:44
那是怎么跳到inc ax这一步的呢

为什么有圆括号里的内容？

总的来说，是不正常的使用堆栈导致和 DEBUG 冲突，访问到了被 DEBUG 使用过的内存。
    通常来说，使用堆栈的规则决定了：大于等于 sp 地址的内存是使用中的，小于等于 sp 地址的内存是还没有使用的。 call word ptr ds:[0EH] 的时候 sp 是等于 0x10 的，ds 又等于 ss，按正常的程序来说这是一个未使用的内存。
    当这个小程序单独运行时没什么问题，因为只有这个小程序在使用这部分内存。但是它和 DEBUG 程序一起运行的时候，你们会使用同一个内存，同一个堆栈指针， DEBUG 在运行的时候也会有一些状态需要保存，DEBUG 就会把它保存在栈里面（比如程序中需要使用某个寄存器，但是寄存器的值是需要保留才能恢复到用户程序状态的，常常会出现这种操作 push ecx  ... 使用 ecx ...  pop ecx） 。只要保证运行客户程序的时候堆栈是平衡的，DEBUG 对堆栈的使用通常是不会破坏客户程序的，因为它使用的那部分堆栈的内存是客户程序没有使用到的。但是这个小程序里面直接访问 —按正常堆栈使用时还没用到的—内存，完全超出了 DEBUG 的预期，访问到了被 DEBUG 覆盖过的内存。   
    DEBUG 会使用堆栈这个现象在你CALL 指令之前早就出现了，这也就是题目中说的不要用debug单步跟踪，单步跟踪直接导致错误结果显示。只要使用了debug，在按下 T 到 CPU 执行 call [0EH]  之间, DEBUG 会接管 CPU 来运行, 这段时间它会使用栈, 所以栈里又会压入一些状态数据。等到 CPU 执行那条 call 指令的时候 ss:0e 的值也就不知道是什么内容了。
    要解决这个问题的话（实际不是解决办法，因为这跟题目本意相左了），可以将 mov sp,16 改成  mov sp, 8 。然后你就可以观察到： DEBUG 只会修改 ss:0 ~ ss:8 这部分值， ss:0e 的值会一直保持为 0，你跟踪 CALL 指令的时候会得到 IP 变成 0，程序从头开始执行的结果。 当然同样由于执行 CALL时，所 push 的返回值没有在 ss:0e 这个位置了，再次执行到 CALL 的时候还会 CALL 到 0 去，就会形成死循环。

兰陵月

随便放一点debug的源代码，你可以看到，它里面也有无数个CALL、PUSH、POP、PUSHF、PUSHA之类的与栈密切相关的指令。

debug2F:
        pushf
        cmp ax,1687h
dpmidisable:                ;set [IP+1]=0 if hook 2F is to be disabled
        jz @F
        popf
        jmp cs:[oldi2f]
@@:
        call cs:[oldi2f]
        and ax,ax
        jnz @F
        mov word ptr cs:[dpmientry+0],di
        mov word ptr cs:[dpmientry+2],es
        mov di,offset mydpmientry
        push cs
        pop es
@@:
        iret
mydpmientry:
        mov cs:[dpmi32],al
        call cs:[dpmientry]
        jc @F
        call installdpmi
@@:
        retf

        .286

;--- client entered protected mode.
;--- inp: [sp+4] = client real-mode CS
    
installdpmi proc
        pusha
        mov bp,sp                ;[bp+16] = ret installdpmi, [bp+18]=ip, [bp+20]=cs
        push ds
        mov bx,cs
        mov ax,000Ah        ;get a data descriptor for DEBUG's segment
        int 31h
        jc fataldpmierr
        mov ds,ax
        mov [cssel],cs
        mov [dssel],ds
        mov cx,2                ;alloc 2 descriptors
        xor ax,ax
        int 31h
        jnc @F
fataldpmierr:
        mov ax,4CFFh
        int 21h

xiaohaituan

兰陵月 发表于 2017-11-24 17:44
随便放一点debug的源代码，你可以看到，它里面也有无数个CALL、PUSH、POP、PUSHF、PUSHA之类的与栈密切相关 ...

call指令为何称为返回指令呢，是因为保存了下一条指令的ip？是不是跳转之后会返回到保存的下一条指令处，

兰陵月

xiaohaituan 发表于 2017-11-24 21:27
call指令为何称为返回指令呢，是因为保存了下一条指令的ip？是不是跳转之后会返回到保存的下一条指令处，

CALL从来没有被称为过返回指令，不知道你是从何处听说？
下面是CALL指令的解释~~~







RET（近端返回）、RETF（远端返回）、IRET（中断返回）等等，这些带“RET”的指令才是返回指令。

CALL指令执行之后，跳转到目标地址，目标地址处一般来说是一个过程。
当然，我们无聊的时候随便建立一个标号用作跳转目标地址，那也是可以的。
但是，我们应该不会这么无聊吧。
~回到正题。
过程执行完成之后，一般来说，结束处会有一个RET（用作近调用返回，处理器从栈中弹出一个字到指令指针寄存器IP中，至于是不是用POP指令，书上没说过，但是其作用与POP IP一样）；或者有一个RETF（用作远调用返回，处理器分别从栈中弹出两个字到指令指针寄存器IP和代码段寄存器CS中，作用相当于POP IP，再POP CS）；又或者有一个IRET（中断返回，它是远调用返回，处理器依次从栈中弹出三个字到IP、CS、FLAGS，基本作用同RETF，只不过多弹出一个字到标志寄存器，因为调用中断的时候默认操作多压入了一个字长的标志寄存器内容）。RET和RETF还可以带操作数，操作数为16位立即数，用于返回时弹出参数。
当然，RET、RETF、IRET放在过程结束处也是“一般来说”的做法 ，我们同样也可以无聊弄一弄不带过程返回的情况 ，CPU反正不明白，它反正是执行CS:IP指向的地方 。当然，返回不了了的话，咱们的程序基本也就挂了。

bjyfcx

兰陵月 发表于 2017-11-24 23:26
CALL从来没有被称为过返回指令，不知道你是从何处听说？
下面是CALL指令的解释~~~

只要使用了debug，在按下 T 到 CPU 执行 call [0EH]  之间, DEBUG 会接管 CPU 来运行, 这段时间它会使用栈, 所以栈里又会压入一些状态数据。等到 CPU 执行那条 call 指令的时候 ss:0e 的值也就不知道是什么内容了。

这段解释我觉得有问题， ss:0e 的值不正是cpu 压入的下一指令的偏移地址吗？跳转的时候这个位置不应该是别的内容呀

兰陵月

你仔细阅读一下前面的解释咯