关于《从单片机指针说到黑客程序》的疑问

shizhu72

关于《从单片机指针说到黑客程序》的疑问 [复制链接]

看过《从单片机指针说到黑客程序》感觉作者说的
unsigned char code rst[]={0xe4,0xc0,0xe0,0xc0,0xe0,0x32}; // 复位代码
(*((void (*)())(&rst)))();
反汇编后ljmp到一个奇怪的地址去，不明白作者什么意思。
我的反汇编是把rst的地址传给R1,R2，然后把R1,R2分别传到DPH,DPL，然后CLR A
JMP @A+DPTR
跳到rst的地址去了，没见到奇怪的地址啊！！！
有人知道的话告诉我啊？！！


原文如下：

从单片机指针说到黑客程序

作者www.1piao.com/wlg.asp
2004年7月的一天，在电子BBS讨论区上溜达，看到一个有趣的帖子，整个帖子内容如下：

纯C51复位功能函数：一个大三学生，让人又爱又怕

现单列复位部分如下：

main()

{

   unsigned char code rst[]={0xe4,0xc0,0xe0,0xc0,0xe0,0x32};  // 复位代码

   (*((void (*)())(rst)))();  // 执行上一行代码，将rst数组当函数调用

}

本来我告诉他嵌入如下代码：

clr a

push acc

push acc

reti

结果他却玩了前面哪一段，而数组rst[]中的内容恰恰是上面的汇编机器码，他的做法是将
rst数组的数据当作代码保存，然后采用绝对地址方式指向该数组，将该数组中的代码当作
函数来运行。居然通过了！

我觉得有问题，我说即使如此，那绝对地址调用也应该写成(*((void (*)())(&rst)))()
才对呀，结果他反驳说，那样的话，rst的地址就会当成参数传递给这个绝对地址函数，而
实际LJMP调用的地址并非rst的地址，而是一个不确定的地址。于是我按照自己的说法尝试
了一下，看看汇编结果，还真的是将rst的地址传递给了R1 R2，而绝对函数最终LJMP到了
一个莫名其妙的地址上去了，死翘！

看来C真是一匹不容易驾驭的野马，这个大三学生理解力在我之上，我30多岁的人了，干了
这么多年还没他的境界呢，唉，人家才学了几天啊，翻了几天书就这么厉害了，服了！



l         首先分析帖子的C语言代码

第一句定义一个数组rst[]，数组内数据就是完成复位功能的汇编机器码，具体对应关系
为：clr a == 0xe4、push acc == 0xc0,0xe0、reti ==0x32

第二句是一个函数指针的用法，函数指针用法稍微有点复杂，可参看本人著的书，，以
下为快速入门讲解。

定义一个返回值是空函数指针的定义形式如下：

void (*p) ( )

当把函数指针赋值后，就能通过函数指针调用函数，调用形式如下，

      (*p) ( );

或等价的简化形式：

p ( );

假设rst就是函数指针，则如下调用形式就可以令单片机复位再起。

(*rst ) ( );  

但可惜，rst不是函数指针，而是数组名，虽然两者都是地址，但不可直接调用数组名。

如同把char型变量a赋值给int型变量b，(int) 表示强制类型转换：

b = (int) a

函数指针的强制类型转换公式如下（C语言的哲学是定义形式和使用一致）：

(  (void (*)()  ) rst

这样经过转换后的rst就可以当作函数指针使用了，简单的调用形式如下：

#define  K     (  (void (*)( )  ) rst

(*K) ( )

或：

(     * (  void (*)( )  )rst      ) ( );

这样的语句就完成复位再启功能了。类型转换符()的优先级跟指针运算符*的优先级相同，
二者的结合方向是自右至左，所以上述语句就能完成复位功能了。保险起见有些程序员常
常喜欢再加个括号：

#define  K     (   (  (void (*)( )  ) rst   )

(*K) ( )

或

(     *(   (  void (*)( )  )rst   )    ) ( );



由于没有输入参数，上述复位代码更严谨的写法是：

#define  K     (   (  (void (*)(void )  ) rst   )

(*K) ( )

或

(     *(   (  void (*)(void )  )rst   )    ) ( );



l         关于帖子作者的解释

千万不要犯“&rst”形式的错误，对于一维数组而言，数组名rst就代表地址。以下二者等
价，更常用的是等式左边的形式：

rst == &rst[0]

整个函数指针无所谓参数传递，只是把rst当作程序执行地址调用而已，那个学生的解释也
有问题。

还有一点必须提及，不是说能通过编译，甚至生成正确代码，就表示某语句一定是对的。
对很复杂的语句，要考虑到编译器不严格甚至出错的可能性。



l         哈佛结构和一个蠕虫病毒

请注意，定义数组rst[]时用了关键字code，这是C51特有的关键字，意味着把数组定义到
程序空间。标准C是没有关键字code的。

哈佛结构和普林斯顿结构：

哈佛结构——程序空间和存储空间分开的。C51算是不太严格的哈佛结构——虽地址线分
开，但数据线没有分开。DSP是增强的哈佛结构。

PC电脑上奔腾CPU是普林斯顿结构——数据空间和程序空间统一编址。



如果数组rst[]数据的汇编机器码是删除文件的机器码，这算不算是病毒？

曾经流行过一种蠕虫病毒，其发作机理采取的就是将恶意代码保存成文本文件，然后通过
指针调用执行这个文本，很多杀毒程序也不会查询文本文件。

程序也罢，数据也罢都是二进制形式，如果数据空间和程序空间是统一编码的， 数据当然
可以当作程序运行。

在这一点上，相对而言，哈佛结构的CPU安全性会好一点点。但嵌入式应用少有病毒，一般
不用关心。



l         单片机复位的更好方法

帖子中汇编语言解释如下：

clr a                      //清除ACC=0

push acc               //压0到堆栈——8位

push acc               //再压0到堆栈——再8位

reti                        //返回到0地址，从而执行。

帖子作者的这种复位方法比较麻烦，更加简单的复位写法是（摘自《C缺陷与陷阱》）：

(     * (  void (*)( )  )0      ) ( );

本句的分析方法同上，但更加精炼，没有多余的汇编语句。



上述复位的方法可称为软件复位。

软件复位跟真正上电复位有很大差别：上电复位时大部分寄存器都有确定的复位值；软件
复位则只相当于从0地址开始执行而已，寄存器不会变为确定的复位值。

如果用户要编程实现上电复位这种情况，在程序中不要踢看门狗即可。大部分单片机都有
看门狗吧。



l         附录

笔者精于DSP C24xx，但不太懂C51；读者应能从函数指针的定义和引用中看出来，C语言的
设计哲学是使用形式和定义形式一致，虽然这一点饱受质疑。

如果你觉得鸡蛋好吃时，不必认识那只母鸡；但如果你觉得本文不错，请来笔者网站坐坐
吧www.1piao.com/wlg.asp。

tyrone3000

void main(void)
{
unsigned char code rst[]={0xe4,0xc0,0xe0,0xc0,0xe0,0x32}; // 复位代码
(*((void (*)())(rst)))(); // 执行上一行代码，将rst数组当函数调用
}
反汇编如下：
0000        020003  LJMP   0003H
0003        787F    MOV    R0,#7FH
0005        E4      CLR    A
0006        F6      MOV    @R0,A
0007        D8FD    DJNZ   R0,0006H
0009        758107  MOV    SP,#07H
000C        020015  LJMP   0015H
000F        E4      CLR    A
0010        C0E0    PUSH   ACC
0012        C0E0    PUSH   ACC
0014        32      RETI
0015        02000F  LJMP   000FH
0018        00      NOP
0019        FF      MOV    R7,A
001A        FF      MOV    R7,A

villaining

void main(void)
{
unsigned char code rst[]={0xe4,0xc0,0xe0,0xc0,0xe0,0x32}; // 复位代码
(*((void (*)())(&rst)))(); // 执行上一行代码，将rst数组当函数调用
}

反汇编如下：
0000        020003  LJMP   0003H
0003        787F    MOV    R0,#7FH
0005        E4      CLR    A
0006        F6      MOV    @R0,A
0007        D8FD    DJNZ   R0,0006H
0009        758107  MOV    SP,#07H
000C        02000F  LJMP   000FH
000F        7A00    MOV    R2,#00H
0011        7916    MOV    R1,#16H
0013        02001C  LJMP   001CH
0016        E4      CLR    A
0017        C0E0    PUSH   ACC
0019        C0E0    PUSH   ACC
001B        32      RETI
001C        8A83    MOV    DPH,R2
001E        8982    MOV    DPL,R1
0020        E4      CLR    A
0021        73      JMP    @A+DPTR
0022        21FF    AJMP   01FFH
0024        FF      MOV    R7,A
0025        FF      MOV    R7,A

lnb19850110

void main(void)
{
(*(void(*)())0)();
}
反汇编如下：
0000        020003  LJMP   0003H
0003        787F    MOV    R0,#7FH
0005        E4      CLR    A
0006        F6      MOV    @R0,A
0007        D8FD    DJNZ   R0,0006H
0009        758107  MOV    SP,#07H
000C        02000F  LJMP   000FH
000F        020000  LJMP   0000H
0012        21FF    AJMP   01FFH
0014        FF      MOV    R7,A
0015        FF      MOV    R7,A

lslsino

哈佛结构——程序空间和存储空间分开的。C51算是不太严格的哈佛结构——虽地址线分
开，但数据线没有分开。DSP是增强的哈佛结构。

8051典型的X86体系...

郁闷了...

BITCH

分析的很好，另外，其实在这里楼主用到的&rst的确使这个问题暴露了
最主要的可能还没理解当&用在非简单类型的变量的时候它代表的意思。
考虑这个问题
int a[5] ={0};
&a + 1和&(a + 1), &a[0] + 1
的区别
知道了这个我想上面的问题基本就明了了！

winkingsun

本人不是在说教哦，不过是提醒一下而已，楼主的功力还是在我之上的！

20131333

软件复位跟真正上电复位有很大差别：上电复位时大部分寄存器都有确定的复位值；软件
复位则只相当于从0地址开始执行而已，寄存器不会变为确定的复位值。


关于这个问题,好像我说过,在用之前初始化是一个很好的习惯...嘿嘿

changyuan009

o

snowie

想法很有意思啊！
不过为什么不能直接JMP呢？
Jmp 0000H

lj1978

很不错,学习

denniao

作者提到的不确定应该是对(*((void   (*)())(&rst)))() 来说传送的是&rst，是一个不确定的地址，；
对(*((void   (*)())(rst)))() 传送的是rst也就是数组的地址，这个是确定的。

okinto0924

www.1piao.com/wlg.asp

renfeide112

(*(void(*)())0)();
解释如下：

void(*)() //为函数指针，既也是一个调用地址。这里为类型。

(void(*)())0 //将地址0转换成函数指针类类型
(*(void(*)())0)() //调用转换好的指针。同*(void *)()=0;

//--------------------------------
(*((void(*)())(rst)))();

void(*)() //同上，为函数指针，既也是一个调用地址。
(void(*)())(rst) //(rst)为地址。将地址(rst)转换成函数指针类型
(*((void(*)())(rst)))(); //调用转换好的指针。

jt4117

好贴,学习!

x02004514

拜过。

sweety

mark

guoqingling988

mark

guoyaru123

深奥。。

pka1987

指针还能这样用。。。