x86汇编指令脚本虚拟机

简介

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

非常精简，整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，如果觉得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

但是毕竟是给公司写的，没法拿出来分享。。

背景

先说说，为什么要写这个东西。。

之前有段时间，我在用ida逆向分析某些程序的算法，并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

毕竟这个可以直接反成c/c++代码，还是很强大的，基本上98%的x86汇编代码，我在通过f5还原成c/c++代码后，都能正常运行。

原本我以为可以万事大吉了，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。

而且那个函数偏偏代码量出奇的大，光c代码就有上万行，而且里面还对数据结构和明文都做了变换和加密，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有时候不一定完全准确，但是其汇编代码的准确度还是可以保证的，并且从ida中提取的汇编代码基本上，不用怎么改，就能编译通过，因此，我先验证了下直接编译汇编代码，运行看看结果对不对。。

结果跟我想的一样，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？工作量有点大，得不偿失。。

有没有取巧些办法呢？当然有，那就是直接解析和运行源码级的x86汇编代码，相当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，其实由于这里只要能够跑通部分需要的汇编指令就行了，因此写个精简版的还是很方便，不需要多少工作量

我前前后后，也就花了一个礼拜就搞定了，非常精简，当然也不完善（也没必要哈，不能跟那些大部头相比）

我的目标就是够用就行，因此我写的差不多厚，就尝试去加载之前有问题的汇编代码，如果发现有指令没实现，那就去实现它，直到跑通为主。。

最后测试结果：

可以正常跑通那个十几万行的汇编代码，并且在arm下运行的性能还算ok，至少满足我的个人需求了。。: )

特性

跨平台运行支持，可以在windows、linux、macosx以及android, ios上运行x86的汇编代码。。
支持常用x86汇编指令（例如，逻辑操作，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，函数间的跳转可以通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（有兴趣的同学可以自行修改）

例子

我们先从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

如果用c来调用的话，就是

sub_hello(31415926);

输出结果：

hello: 31415926

hello: 31415926

接下来我们把这段汇编直接放到我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（这个根据需要，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)

        {

            // 添加汇编里面需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就行了）

            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);

}

如果ok，那么输出结果当然也是：

hello: 31415926

hello: 31415926

源码

编译

需要先安装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 可以用来辅助我们从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/

巴特西

x86汇编指令脚本虚拟机

简介

背景

特性

例子

源码

编译

在 macosx 上编译

在 linux 上编译

在 windows 上编译

编译android版本

运行

后话

最新文章

热门文章