前言

   

心血来潮想写一篇关于逆向脱壳的教程，这次内容比较多想分为三次发布。今天第一篇主要讲的是基础理论，脱壳前必须了解的内容 、知道计算机底层是什么、CPU是怎么处理数据的。

CPU架构及运行过程

说到计算机底层原理，首先要了解底层体系，也就是著名的冯诺依曼原理:

CPU从逻辑上分为三部分，分别是控制单元、运算单元和存储单元，这三部分由 CPU 内部总线连接起来。几乎所有的冯·诺伊曼型计算机的 CPU，其工作都可以分为5个阶段：取指令、指令译码、执行指令、访存取数、结果写回。

1.取指令阶段，是将内存中的指令读取到 CPU 中寄存器的过程，程序寄存器用于存储下一条指令所在的地址。

2.指令译码阶段，在取指令完成后，立马进入指令译码阶段，在指令译码阶段，指令译码器按照预定的指令格式，对取回的指令进行拆分和解释，识别区分出不同的指令类别以及各种获取操作数的方法。

3.执行指令阶段，译码完成后，就需要执行这一条指令了，此阶段的任务是完成指令所规定的各种操作，具体实现指令的功能。

4.访问取数阶段，根据指令的需要，有可能需要从内存中提取数据，此阶段的任务是：根据指令地址码，得到操作数在主存中的地址，并从主存中读取该操作数用于运算。

5.结果写回阶段，作为最后一个阶段，结果写回（Write Back，WB）阶段把执行指令阶段的运行结果数据写回到 CPU 的内部寄存器中，以便被后续的指令快速地存取。

寄存器

以上基本上就是CPU运行的基本过程，程序在内存中装载，由 CPU 来运行，CPU 的主要职责就是用来处理数据，CPU 不断的通过总线发送请求并进入存储单元，这个过程很繁琐，会占用大量的资源，有一些内存页也是没有必要的，因此出现了寄存器。

|63..32|31..16|15-8|7-0|

|AH.|AL.|

|AX.....|

|EAX............|

|RAX...................|

从图中我们可简单的了解到寄存器都说是在向后兼容，在RAX中EAX依然可以使用，不过指向了RAX的低位，EAX是AX数据扩展，不可分割两个AX，RAX同理，但AX可以分割成AH和AL分别对应高位和地位。除了上面 AX、BX、CX、DX 寄存器以外，其他寄存器均不可以分为两个独立的 8 位寄存器。

我们这里主要讲解各个寄存器的主要功能，所以我们以8086来进行探讨，8086是x86的前身，也就是16位处理器，8086 处理器有 14 个寄存器，每个寄存器都有一个特有的名称AX，BX，CX，DX，SP，BP，SI，DI，IP，FLAG，CS，DS，SS，ES，但这些寄存器功能只有三种：

1. 通用寄存器

AX，BX，CX，DX

这些寄存器是16位，能存放两个字节（8bit一个字节）AX、BX、CX、DX 这四个寄存器一般用来存放数据，所以是数据寄存器。

AX(Accumulator Register) ：累加寄存器，它主要用于输入/输出和大规模的指令运算。在汇编中最频繁使用

BX(Base Register)：基址寄存器，用来存储基础访问地址，还可以用来寻址，即寻找物理内存地址。BX 寄存器中存放的数据一般是用来作为偏移地址 使用的

CX(Count Register)：计数寄存器，CX 寄存器在迭代的操作中会循环计数，CX 中的 C 被翻译为 Counting 也就是计数器的功能。当在汇编指令中使用循环 LOOP 指令时，可以通过 CX 来指定需要循环的次数，当CX的值是0时跳出循环

DX(data Register)：数据寄存器，它也用于输入/输出操作。它还与 AX 寄存器以及 DX 一起使用，用于涉及大数值的乘法和除法运算。

19 ，它在 16 位存储器中所存储的表示如下：

寄存器的存储方式是先存储低位，如果低位满足不了就存储高位，如果低位能够满足，高位用 0 补全，在其他低位能满足的情况下，其余位也用 0 补全。

段寄存器

段寄存器主要包含

CS(Code Segment) ：代码寄存器，程序代码的基础位置

DS(Data Segment)：数据寄存器，变量的基本位置

SS(Stack Segment)：栈寄存器，栈的基础位置

ES(Extra Segment)：其他寄存器，内存中变量的其他基本位置。

2.索引寄存器

BP(Base Pointer)：基础指针，它是栈寄存器上的偏移量，用来定位栈上变量

SP(Stack Pointer): 栈指针，它是栈寄存器上的偏移量，用来定位栈顶

SI(Source Index): 变址寄存器，用来拷贝源字符串

DI(Destination Index): 目标变址寄存器，用来复制到目标字符串

这两个寄存器通过段寄存器确定基本地址也叫基地址，索引寄存器就是在基地址的基础上的偏移地址，通过基地址加上偏移地址，CPU就可以找到在内存中的准确位置。

3.状态和控制寄存器

IP(Instruction Pointer)：指令指针寄存器，它是从 Code Segment 代码寄存器处的偏移来存储执行的下一条指令

FLAG : Flag 寄存器用于存储当前进程的状态，这些状态有

位置 (Direction)：用于数据块的传输方向，是向上传输还是向下传输

中断标志位 (Interrupt) ：1 - 允许；0 - 禁止

陷入位 (Trap) ：确定每条指令执行完成后，CPU 是否应该停止。1 - 开启，0 - 关闭

进位 (Carry) : 设置最后一个无符号算术运算是否带有进位

溢出 (Overflow) : 设置最后一个有符号运算是否溢出

符号 (Sign) : 如果最后一次算术运算为负，则设置 1 =负，0 =正

零位 (Zero) : 如果最后一次算术运算结果为零，1 = 零

辅助进位 (Aux Carry) ：用于第三位到第四位的进位

奇偶校验 (Parity) : 用于奇偶校验

结语

以上就是计算机底层的基本运行原理，虽然是一些浅显的概念，但是明白计算机运行的过程我们才能去实现对程序底层的控制，下一篇主要讲解反调试和绕过。

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