---王爽 (实验 8)分析一个奇怪的程序

简介 : 分析下面的程序 , 在运行前思考 , 这个程序可以正常返回吗 ? 运行后再思考 , 为什么是这种结果 ?
通过这个程序加深对相关内容的理解

assume cs:code
code segment
    mov ax, 4C00H
    int 21H
    start:
        mov ax, 0000H
        s:
            nop
            nop
            mov di, offset s
            mov si, offset s2
            mov ax, cs:[si]
            mov cs:[di], ax
        s0:
            jmp short s
        s1:
            mov ax, 0000H
            int 21H
            mov ax, 0000H
        s2:
            jmp short s1
            nop
code ends
end start

---

分析 :

程序的执行流程是这样的 :

; 从 start 标号开始
1. mov ax, 0000H
2. nop
3. nop
4. mov di, offset s
5. mov si, offset s2
6. mov ax, cs:[si]
7. mov cs:[di], ax
8. jmp short s
9. jmp short s1 ; 这句 jmp short s1 , 根据我们之前的分析 , 指令是用相对偏移来表示的
; 因此执行的操作并不是真的跳转到 s1 这个标号 , 而是跳转编译时确定的 该指令到 s1 标号的偏移
; 所以我们要分析接下来程序的流程的话 , 就必须先编译程序 , 然后要知道到底偏移是多少
; 然后再根据这个偏移确定程序下一步应该执行哪里的指令
; 根据下图的编译结果 , 可以发现 , jmp short s1 在编译后得到的指令是 : 
; 偏移是 : EB F6
; 这个数据是使用 补码 来表示的 , 也就是说 , 是一个负数 , 然后符号位不变 , 其他位取反 , 然后加 1
; 然后 , 我们现在就知道了 , 这条指令是将 ip 的值加上 -10
; 我们再看看 ip - 10 指向的地址是哪里 ? 
; 对 , 刚好就是 code segment 开始的位置
10. mov ax, 4C00H
11. int 21H
; 这样程序就实现了正常的返回

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反编译结果 :

注意这里使用 debug 的 u 命令进行反汇编的时候要指定代码段的偏移地址为 0 否则 debug 会自动从 start
标号的地方开始反汇编

可以看到 : 
jmp short s1 ; 这句汇编指令被翻译成了 : EB F6 , 其中 EB 表示的是跳转 , F6 表示偏移
F6 怎么理解呢 ? 
1111 0110 (使用补码来表示)
补码转换成原码，先减一，然后按位取反得到
1000 1010 ; 也就是 -10
也就是上面我们分析的让 (ip) = (ip) - 0x0A
然后 , 这句指令被复制到 s 标号的开头处
由于 nop 只占一个字节 , 因此两个 nop 被完全替代
然后程序执行到 s0 , 又跳转到 s 开始的地方
这个时候就要执行 : (这个时候 ip = 8)
EB F6
首先读取这条指令到指令缓存器里
接下来 , (ip) = (ip) + len(EB F6) = (ip) + 2 = 10
然后执行这条指令 , 即为 (ip) = (ip) - 10 = 0
这样 ip 就回到了 code segment 的起始处
这样继续执行 
mov ax, 4C00H
int 21H
就实现了程序的正常返回

原文作者 王一航