x86汇编指令脚本虚拟机

简介

这是一个能够直接解释执行从ida pro里面提取出来的x86汇编代码的虚拟机。

很是精简，总体架构上不能跟那些成熟的虚拟机相比，主要目标是够用、能用、轻量就行，若是以为代码架构设计的不是很好的话，也不用过于吐槽哈。。

虽然我还有写过两个比较成熟的虚拟机项目（jvm和avm），虽然架构上比这个更完善，更容易扩展，功能也更强大

可是毕竟是给公司写的，无法拿出来分享。。

背景

先说说，为何要写这个东西。。

以前有段时间，我在用ida逆向分析某些程序的算法，而且要把它提取出来将其跨平台运行，这个时候我首先考虑到是ida的F5插件

毕竟这个能够直接反成c/c++代码，仍是很强大的，基本上98%的x86汇编代码，我在经过f5还原成c/c++代码后，都能正常运行。

本来我觉得能够万事大吉了，不过就在当我沾沾自喜的时候，发现其中某个汇编函数的c代码，死活就是运行不正常，输出结果不对。

并且那个函数恰恰代码量出奇的大，光c代码就有上万行，并且里面还对数据结构和明文都作了变换和加密，要是慢慢调试的话，得痛苦死。。哎。。

没办法，只好另想出路，既然ida还原c有时候不必定彻底准确，可是其汇编代码的准确度仍是能够保证的，而且从ida中提取的汇编代码 基本上，不用怎么改，就能编译经过，所以，我先验证了下直接编译汇编代码，运行看看结果对不对。。

结果跟我想的同样，是ok的。。那么问题来了。。

既然汇编运行结果正常，那怎么把它整成跨平台运行呢，直接从编译后x86的指令集进行模拟？工做量有点大，得不偿失。。

有没有取巧些办法呢？固然有，那就是直接解析和运行源码级的x86汇编代码，至关于写个轻量级的精简版x86的脚本虚拟机，来把它运行起来。。

听上去，貌似更麻烦了，其实因为这里只要可以跑通部分须要的汇编指令就好了，所以写个精简版的仍是很方便，不须要多少工做量

我前先后后，也就花了一个礼拜就搞定了，很是精简，固然也不完善（也不必哈，不能跟那些大部头相比）

个人目标就是够用就行，所以我写的差很少厚，就尝试去加载以前有问题的汇编代码，若是发现有指令没实现，那就去实现它，直到跑通为主。。

最后测试结果：

能够正常跑通那个十几万行的汇编代码，而且在arm下运行的性能还算ok，至少知足个人我的需求了。。: )

特性

• 跨平台运行支持，能够在windows、linux、macosx以及android, ios上运行x86的汇编代码。。
• 支持经常使用x86汇编指令（例如，逻辑操做，跳转，循环，调用，压栈等指令）
• 支持函数间跳转，以及第三方api调用
• 支持参数传入，以及运行结束后，返回值的获取
• 虚拟机的运行粒度为单个函数，函数间的跳转能够经过多个虚拟机实例来完成（轻量的，性能影响不大）
• 支持线程安全
• 暂时不支持arm64，只能在32位下运行（有兴趣的同窗能够自行修改）

例子

咱们先从ida中提取一段汇编代码，这段汇编主要是printf库函数打印外部传入的数值

sub_hello	proc near 
arg_0		= dword	ptr  8 
.data 
        format db \"hello: %x\", 0ah, 0dh, 0 
 
off_5A74B0	dd offset loc_6B2B50	; DATA XREF: sub_589100+1832
		dd offset loc_58A945	; jump table for switch	statement 
 
.code 
        ; hi
        push	ebp ;hello 
		mov	ebp, esp 
 
    loc_6B2B50:				; CODE XREF: sub_6B2B40+8
        push    eax 
		mov	eax, [ebp+arg_0] 
        push eax 
        mov eax, offset format 
        push eax 
        call printf 
        add esp, 4 
        pop eax 
        
        mov ecx, 1
        jmp ds:off_5A74B0[ecx*4]
 
loc_58A945:
        push    eax 
		mov	eax, [ebp+arg_0] 
        push eax 
        mov eax, offset format 
        push eax 
        call printf 
        add esp, 4 
        pop eax 
        
  end:
        mov	esp, ebp 
		pop	ebp 
        retn 
sub_hello    endp

若是用c来调用的话，就是

sub_hello(31415926); 

输出结果：

hello: 31415926
hello: 31415926

接下来咱们把这段汇编直接放到咱们的虚拟机里面执行：

static tb_void_t vm86_demo_proc_exec_hello(tb_uint32_t value) { // 上述汇编代码的字符串表示 static tb_char_t const s_code_sub_hello[] = { "sub_hello proc near \n\ arg_0 = dword ptr 8 \n\ .data \n\ format db \"hello: %x\", 0ah, 0dh, 0 \n\ \n\ off_5A74B0 dd offset loc_6B2B50 ; DATA XREF: sub_589100+1832 \n\ dd offset loc_58A945 ; jump table for switch statement \n\ \n\ .code \n\ ; hi\n\ push ebp ;hello \n\ mov ebp, esp \n\ \n\ loc_6B2B50: ; CODE XREF: sub_6B2B40+8\n\ push eax \n\ mov eax, [ebp+arg_0] \n\ push eax \n\ mov eax, offset format \n\ push eax \n\ call printf \n\ add esp, 4 \n\ pop eax \n\ \n\ mov ecx, 1\n\ jmp ds:off_5A74B0[ecx*4]\n\ \n\ loc_58A945:\n\ push eax \n\ mov eax, [ebp+arg_0] \n\ push eax \n\ mov eax, offset format \n\ push eax \n\ call printf \n\ add esp, 4 \n\ pop eax \n\ \n\ end:\n\ mov esp, ebp \n\ pop ebp \n\ retn \n\ sub_hello endp \n\ " }; // 定义一个虚拟机 vm86_machine_ref_t machine = vm86_machine(); if (machine) { // 锁定虚拟机，保证线程安全（这个根据须要，可选） tb_spinlock_ref_t lock = vm86_machine_lock(machine); tb_spinlock_enter(lock); // 获取虚拟机的堆栈 vm86_stack_ref_t stack = vm86_machine_stack(machine); // 编译上面的汇编代码，并生成一个过程对象的引用 vm86_proc_ref_t proc = vm86_text_compile(vm86_machine_text(machine), s_code_sub_hello, sizeof(s_code_sub_hello)); if (proc) { // 添加汇编里面须要调用到的外部库函数 vm86_machine_function_set(machine, "printf", vm86_demo_proc_func_printf); // 初始化调用参数 vm86_stack_push(stack, value); // 执行这个汇编代码 vm86_proc_done(proc); // 恢复堆栈，获取返回值（这里是void的，传null就好了） vm86_stack_pop(stack, tb_null); } // 解锁虚拟机 tb_spinlock_leave(lock); } } int main(int argc, char** argv) { // 执行这个汇编函数：sub_hello(0x31415926) vm86_demo_proc_exec_hello(0x31415926); } 

若是ok，那么输出结果固然也是：

hello: 31415926
hello: 31415926

源码

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编译

须要先安装xmake

在 macosx 上编译

$ sudo brew install xmake $ xmake f -a i386 $ xmake 

在 linux 上编译

$ git clone https://github.com/waruqi/xmake.git $ cd xmake $ sudo ./install $ $ cd vm86 $ xmake f -a i386 $ xmake 

在 windows 上编译

下载 https://github.com/waruqi/xmake/archive/master.zip

解压运行里面的 install.bat 安装xmake后进行编译：

$ xmake 

编译android版本

$ cd vm86 $ xmake f -p android --ndk=/xxx/ndk $ xmake 

运行

运行测试程序：

$ xmake r demo 

后话

最后，在项目的idc目录下，有两个脚本工具：export_function.idc 和 export_data.idc 能够用来辅助咱们从ida中导出指定的汇编函数和数据

 

http://www.tboox.org/cn/2016/07/26/x86-script-instruction-virtual-machine/