什么是寄存器,有什么作用?

寄存器用来做什么,什么是寄存器? 处理器在执行程序时需要一个助手。当执行一条指令时,例如将两个内存单元中存放的内容

相加,处理器需要先把其中一个的内容置入寄存器,然后再把另一个内容置入,这是使用寄存器的一个例子(注 1)。

ESP 指向堆栈最顶端的地址,现在来看一下这个“登录程序.exe”(注 2)。

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(1)

ESP 为 19FF74,如果你看一下 OllyDbg 的堆栈窗口,

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(2)

我们看到寄存器显示了在我们的堆栈最上方的值,打个比方,它就是一堆信件最上方的那一封。

EIP——另一个非常重要的寄存器,它指向当前将要执行的指令。

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(3)

我们在下面截图中看到 Crack Me 第一条将执行的指令的地址为 449DOD,很明显,这正是 EIP所指向的值。

如果你按下 F7,那么将执行第一条指令,然后切到第二条将执行的指令。

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(4)

EIP 现在为 449DOE,在反汇编窗口第一条指令已经走过,现在位于第二条上。

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(5)

其它寄存器包含有不同的值来为帮助处理器执行指令提供服务。

记住 OllyDbg 在哪里显示这些寄存器。

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(6)

在这里,显示有 EAX,ECX,,EDX,,EBX, ESP, EBP,,ESI,,EDI 和 EIP 等

它们都被称为 32 位寄存器。

在 OllyDbg 中,它们的内容以十六进制显示。例如,EAX 的最小值为 00000000,最大值为 FFFFFFFF,用二进制表示将是 11111111111111111111111111111111

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(7)

我们看到它为 32 位,每一位可被设为 0 或 1,所以这些寄存器被称为是 32 位的。

你可以在汇编语言教材中查阅参考这些 32 位寄存器。

现在,在 OllyDbg 中完成一个使用寄存器的例子,来获得一些实践经验。

打开 OllyDbg,加载“登录程序.exe”(也可以加载其它的程序)。把 EAX 更改为我们需要的值,这里 假如为 12345678

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(8)

在打开的窗口的 十六进制(英文版OD:Hexadecimal)处填入 12345678。

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(9)

然后点击“确定”(英文版OD:OK)

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(10)

现在 EAX 变为了我们的期望值,OllyDbg 将变化的值用红色高亮显示。

如果你要用到 EAX 寄存器的一部分,在这个例子中,AX 是 EAX 的一部分,是 16 位寄存器, 例如,在上述例子中,它的值为 5678,我们在命令栏(Command Bar) 中进行输入也可以看到。

? AX(问号也可用于查询寄存器的值)

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(11)

看到了 5678,AX 包含的值为 EAX 的后 4 位数字。还可继续分为 AL 和 AH(注:16 位寄存 器 AX 的低八位和高八位),它们的值在 OllyDbg 中同样能够观察到。

? AL

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(12)

? AH

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(13)

或者这样更直观,如果 EAX = 12345678,那么 AX 就是它的后四位数字。

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(14)

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(15)

同样的,EBX 可被分为 BX,BL 和 BH。几乎所有其它寄存器都可以如此分割(注 3)。

如何更改寄存器的值

我们已经看到了,OllyDbg 可以更改寄存器的值。我们在 EAX 上进行的一切操作同样适用于 其它寄存器:检查寄存器,看哪一个是你想要更改的,然后右键点击它选择 Modify。但 EIP 是唯一一个例外的,它指向下一条将要执行的指令。

要改变头的值,需要如下操作。

EIP 指向将要执行的指令,只需简单地在反汇编窗口中选择新的指令起始点

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(16)

一旦选择,例如 449DD0,在其上点击鼠标右键,选择 New origin here(汉化版翻译为:此

处为新的 EIP),EIP 就会改变为 449DD0,这样,程序就将会从这条指令执行。

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(17)

在这里你会看到,EIP 指向了 449DD0.

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(18)

什么是标志寄存器

就像我们在第一章看到的,在 OllyDbg 寄存器信息的下方显示的就是标志寄存器。

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(19)

我们看到,这里的标志分为 C,P,A,Z,S,T,D 和 O。 我们还看到,它们只能是两个数字值,0 和 1。某一具体指令的执行可以改变它们的含义。

我们一起来看看这些标志:

1) O 标志(溢出标志)

溢出标志在当操作改变了符号位,返回错误值时被设置(译注 4)。 看一下以下在 OllyDbg 中的例子,同样使用 CrueHead'a 的 CrackMe。

我们按照前面讲述的方法将 EAX 的值改为 7FFFFFFF,即最大的正数。

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(20)

现在使其加 1,其和将超过最大正数,我们还知道,80000000 对应的是一个负数。 这需要打开一个能够写入指令的对话框(译注:本例中请在反汇编窗口的 00449DD0 指令上 按空格键,或在反汇编代码那一列的指令上双击)。

在里面写入:ADD EAX,1。

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(21)

写完后点击 Assemble(汇编),就可以看到原来在00449DD0 处的指令变为了我们输入的指令。

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(22)

ADD EAX,1,执行这条指令会发生什么?它将 EAX 加 1,并将值返回到 EAX。 F7 将完成这条指令,O 标志现在等于 0

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(23)

在 F7 后,看看发生了什么,EAX 变为 80000000,其数字符号更改。

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(24)

O 标志被设置为 1,该标志的目的:当指令的结果超出了它可能存取的最大值,将被设置.

2) A 标志(辅助进位标志)

完成操作后,用其它的某种形式对其进行记录。目前我们不需要关心此标志。

3) P 标志(奇偶标志)

如果指令的结果用二进制表示,该二进制数中的的 1 的总个数为偶数时,P 标志被设置。例 如:1010,1100,1111000.

为做个试验,我们已经在 OllyDbg 中设置了指令:ADD EAX,1(注 5),再一次执行该操 作。选择 401000 行,右键点击选择 New origin here(此处为新EIP),如果按下 F7,将执行该指令。

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(25)

现在,EAX 中包含的值为 00000000,P 标志等于 1,(这里是先前指令的结果),让我们看一 下,当向 EAX 中加入 1 时发生了什么。

按下 F7

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(26)

我们看到,P 标志变为了 0,EAX 中值用二进制表示为 1,其二进制格式含有 1 的个数是一 个,是奇数。

再次返回,选择 ADD EAX,1 这行,右键点击该行,选择 New origin here,按 F7,再次加 1。

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(27)

我们看到,EAX 先前为 1,现在为 2,其二进制为 10,1 的个数为奇数,P 标志未被设置。

重复上述操作,再加 1,

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(28)

4) Z 标志(零标志)

这是在 Cracking 过程中最著名最有用的一个标志。当运算产生的结果为 0 时被设置。

让我们返回到 401000 处的指令:ADD EAX,1。右键点击 New origin here(此处为新EIP),先设置 EAX 的 值为 FFFFFFFF,即十进制-1,当按下 F7 运行指令 ADD EAX,1 使,结果为-1+1,等于 0,零

标志被设置。

我们看到按下 F7 后,EAX 的值为 0,所以,如果操作的结果为 0,Z 标志被设置为 1。

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(29)

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(30)

我想现在应该清楚了,当指令的结果为 0 时,该标志被设置。

5) S 标志(符号标志)

这个标志在运算结果为负时设置为 1。来看一下它是如何运作的,改变 EAX 的数值为 FFFFFFF8, 它等于十进制-8

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(31)

再次按上述操作选择 New origin here,然后 F7 再次执行 ADD EAX,1。结果为 FFFFFFF9,等于十进制-7,是个负数,所以符号标志位被设置。

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(32)

按 F7 执行指令,S 标志位被设置,标志位为 1,很清楚:负结果导致 S 标志被设置。

6) C 标志进位标志

(无符号运算的结果)在超过最大数值时设置,可能是寄存器的值,例如,将 EAX 设为

FFFFFFFF,然后加 1,我们会看到,进位标志位设为 1.

标志寄存器的作用(寄存器的基础知识)(33)

7) T,D 标志和其它

我现在还不打算解释它们的用途,这是一个相对复杂的话题。我们对它们也不太感兴趣。所 以目前可以先着手相对更简单问题,此话题将留到以后探讨。

这样,我们已经对寄存器和标志位有了一定的理解。接下来,你可以逐个回顾一下其它指令,

尽管到现在为止,我们仅看到了一个指令:ADD

如果看完本文后,你还存有疑惑,请用指令 ADD EAX,1 跟随本文的操作(以改变标志位的 值)来进行实践。

对基础知识的深刻理解是非常重要的,所以请不要倦于实践操作,对待本文同样如此。

注 1

寄存器是 CPU 内部的高速存储单元,访问速度比常规内存快很多。

注 2

此 登录 仍然来自第二章,因本章讲述的是寄存器基础知识,所以您可以用其它程序代替。此文件随本文附带。

注 3

仅用于 EAX,EBX,ECX,EDX,其它寄存器可含有低 16 位寄存器,但不能进一步再分。

注 4

标志被设置,意思是说使其等于 1,被清除,则使其等于 0。

注 5

1. 更改寄存器 EAX 为 00000000。

2. 将 4010000 处改为 ADD EAX,1。

注 6

下一章使用新的程序。