x64汇编语言与逆向工程基础指南（四）

1. 数组的存储与遍历

1.1 编写数组数据写入内存

• 首先选中某部分地址编辑数据，这里以x64架构的 " long "类型数组为例，即每个元素占据8字节（qword）。

类比如图

• 构造数组元素如下图：
  
• 易知，数组结构如下表

1.2 汇编循环遍历数组元素

  mov rbx,0x7FF68FE80050               //将数组基地址（首地址）赋给 rbx寄存器保存
  mov rcx,0                           // 将 rcx寄存器作为index
loop_start:                             //循环体
  mov rax,qword ptr[rbx+rcx*8]        // 取出数组元素放入rax寄存器
  inc rcx                             //索引值自增
  cmp rcx,5                           //跳出循环判断
  jl loop_start                      //  如果 rcx < 5 ，则执行跳转

• 执行结果如下：
  

3. Lea指令

• lea（Load Effective Address）指令用于计算内存地址而不进行内存访问。它将地址表达式的结果加载到寄存器中。比如：

lea rax, [rbx + 4*rcx]

• 这条指令计算 (rbx + 4*rcx) 的地址，并将结果存储到 rax 寄存器中。lea 可以用来进行地址计算、实现指针算术或调整寄存器值，但不会访问内存中的数据。

示例：

lea rdx, [rbx+rcx*8]
mov r9, qword ptr [rdx]

• 执行前状态
  
• 执行结果
  

lea 指令也可以作为计算器存储计算结果

如：仅使用 lea rax, [rbx+rdx * 3] 指令将会把 rbx+rdx*3 式子的结果存储到 rbx寄存器。

4. mul指令与imul指令

mul 和 imul 指令用于执行乘法操作，但它们在处理有符号数和无符号数、以及结果存储方面有所不同。

4.1 mul 指令

mul 指令用于执行无符号乘法。它有不同的操作数形式和结果存储方式：

8位操作数：

mul al  ; AL 寄存器中的值与操作数（AL）相乘，结果存储在 AX 中。

• 操作数：AL（8位寄存器）
• 结果：AX（16位寄存器）
• AX = AL * 操作数
• 如果结果超过16位，则 AX 中高字节的值将反映结果的高位部分。

1. 16位操作数：

mul ax  ; AX 寄存器中的值与操作数（AX）相乘，结果存储在 DX:AX 中。

• 操作数：AX（16位寄存器）
• 结果：DX:AX（32位结果）
• DX:AX = AX * 操作数
• 如果结果超过16位，则 DX 中的高16位包含结果的高位部分，AX 中的低16位包含结果的低位部分。

1. 32位操作数：
   

mul eax  ; EAX 寄存器中的值与操作数（EAX）相乘，结果存储在 EDX:EAX 中。

• 操作数：EAX（32位寄存器）
• 结果：EDX:EAX（64位结果）
• EDX:EAX = EAX * 操作数
• 如果结果超过32位，则 EDX 中的高32位包含结果的高位部分，EAX 中的低32位包含结果的低位部分。

mul 指令的特点：

• mul 指令始终是无符号乘法。
• 结果存储在特定的寄存器对中，以便捕获可能的溢出。
• 操作数通常是寄存器中的值，但也可以是内存中的值。

4.2 imul 指令

imul 指令用于执行有符号乘法。它有几种不同的操作数形式：

1. 单操作数形式：

imul ax  ; AX 寄存器中的值与操作数（AX）相乘，结果存储在 AX 中。

• 操作数：AX（16位寄存器）
• 结果：AX（16位寄存器）
• AX = AX * 操作数
• 如果结果溢出，结果会被截断，只保留低位部分。

2.双操作数形式：

imul eax, ebx  ; EAX 寄存器中的值与 EBX 寄存器中的值相乘，结果存储在 EAX 中。

• 操作数：EAX（32位寄存器）、EBX（32位寄存器）
• 结果：EAX（32位寄存器）
• EAX = EAX * EBX
• 如果结果超出32位范围，则结果会被截断，只保留低32位部分。

3.三操作数形式：

imul eax, ebx, 5  ; EAX 寄存器中的值与 EBX 寄存器中的值和 5 相乘，结果存储在 EAX 中。

• 操作数：EAX（32位寄存器）、EBX（32位寄存器）、5（立即数）
• 结果：EAX（32位寄存器）
• EAX = EBX * 5
• 这里，EBX 乘以 5，结果存储在 EAX 中。

imul 指令的特点：

• imul 指令是有符号乘法。
• imul 的结果是有符号的，考虑了符号位。
• 当使用多操作数形式时，imul 可以用来进行更复杂的乘法计算。

总结

• mul 进行无符号乘法，结果存储在特定的寄存器对中（例如，DX:AX 或 EDX:EAX）。
• imul 进行有符号乘法，支持多种形式，包括单操作数、双操作数和三操作数形式。结果存储在目的寄存器中。
• mul 和 imul 都会根据操作数的大小选择适当的寄存器对来存储结果，以处理可能的溢出。

5. div指令

div 指令用于执行无符号除法操作。与 mul 和 imul 指令不同，div 指令用于将一个数除以另一个数，并计算商和余数。它的操作方式根据操作数的大小和类型有所不同。

5.1 div 指令的基本原理

div 指令会根据被除数和除数的大小来选择不同的寄存器对，以存储商和余数。操作数是无符号的，所以结果也会是无符号的。

5.2 8 位除法

语法：

div byte [memory]  ; 除数在内存中
div al             ; 除数在 AL 寄存器中

• 被除数：AX 寄存器
• 除数：8 位操作数（如 AL 寄存器中的值或内存中的值）
• 商：AL 寄存器
• 余数：AH 寄存器

计算：

AX / 除数 = 商 (AL)
AX % 除数 = 余数 (AH)

• AX 寄存器的高字节 AH 和低字节 AL 共同存储被除数。
• div 指令将 AL 除以操作数，结果存储在 AL 中，余数存储在 AH 中。

示例代码：

mov al, 20      ; 被除数
mov bl, 4       ; 除数
div bl           ; AL = AL / BL, AH = AL % BL
; 结果：AL = 5, AH = 0

5.3 16 位除法

语法：

div word [memory]  ; 除数在内存中
div ax             ; 除数在 AX 寄存器中

• 被除数：DX:AX 寄存器对
• 除数：16 位操作数（如 AX 寄存器中的值或内存中的值）
• 商：AX 寄存器
• 余数：DX 寄存器

计算：

DX:AX / 除数 = 商 (AX)
DX:AX % 除数 = 余数 (DX)

• DX 寄存器存储被除数的高16位，AX 寄存器存储低16位。
• div 指令将 DX:AX 除以操作数，结果存储在 AX 中，余数存储在 DX 中。

示例代码：

mov ax, 1000    ; 被除数
mov bx, 25      ; 除数
div bx           ; DX:AX = AX / BX, DX = AX % BX
; 结果：AX = 40, DX = 0

5.3 32 位除法

语法：

div dword [memory]  ; 除数在内存中
div eax             ; 除数在 EAX 寄存器中

• 被除数：EDX:EAX 寄存器对
• 除数：32 位操作数（如 EAX 寄存器中的值或内存中的值）
• 商：EAX 寄存器
• 余数：EDX 寄存器

计算：

EDX:EAX / 除数 = 商 (EAX)
EDX:EAX % 除数 = 余数 (EDX)

• EDX 寄存器存储被除数的高32位，EAX 寄存器存储低32位。
• div 指令将 EDX:EAX 除以操作数，结果存储在 EAX 中，余数存储在 EDX 中。

示例代码：

mov eax, 100000 ; 被除数
mov ebx, 200    ; 除数
div ebx          ; EDX:EAX = EAX / EBX, EDX = EAX % EBX
; 结果：EAX = 500, EDX = 0

特点和要求

1.被除数和除数的大小：

div 指令要求被除数必须通过寄存器对来存储，以适应可能的结果范围（AX 对于8位操作数，DX:AX 对于16位操作数，EDX:EAX 对于32位操作数）。

除数的大小必须与被除数的大小相匹配。

2.除数不能为零：

如果除数为零，div 指令会引发除零异常，这是一个运行时错误。

3.结果存储：

商和余数分别存储在特定的寄存器中。如果结果超出寄存器的大小，div 指令会在商寄存器中存储结果的低位部分，而高位部分存储在余数寄存器中。

4.标志位：

div 指令不会影响标志寄存器的标志位（如 ZF、OF、CF、SF）

在使用 div 指令时，请确保被除数的大小和除数匹配，并且除数不能为零，以避免程序异常。