逆向基础:switch结构分析

前面讲解了if…else…的分支结构,接下来介绍switch…case…default的分支结构。switch分支结构是一种比较灵活的结构,它的反汇编代码可以生成多种形式,这里只介绍它的其中一种形式。

1.switch分支结构例子程序

先写例子代码,再对例子代码进行介绍。例子代码如下:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
#include <stdio.h>

int main()
{
int nNum = 0;
scanf("%d",&nNum);

switch (nNum)
{
case 1:
{
printf("1 \r\n");
break;
}
case 2:
{
printf("2 \r\n");
break;
}
case 3:
{
printf("3 \r\n");
break;
}
case 4:
{
printf("4 \r\n");
break;
}
default:
{
printf("default \r\n");
break;
}
}
return 0;
}

2.逆向反汇编解析

反汇编代码分两部分来看,一部分是default分支,另一部分是case分支。先看IDA生成的流程结构图,如下图所示:

在上图中可以看到2个大的分支,在左边的分支中又有4个小的分支。在整体结构上来看,不同于C语言的代码形式。其实右边的部分是case部分,右边的部分是default部分。

1
2
3
4
5
6
7
;var_4相当于nNum
.text:0040D768 mov [ebp+var_4], 0
.text:0040D76F lea eax, [ebp+var_4]
.text:0040D772 push eax
.text:0040D773 push offset aD ; "%d"
.text:0040D778 call _scanf
.text:0040D77D add esp, 8

scanf()函数是C语言标准输入函数,第1个参数为格式化字符串,第2个参数是接收数据的地址。在0040D76F地址处,代码lea eax, [ebp+var_4]将nNum变量的地址送入eax寄存器。经过scanf()函数调用,var_4(相当于nNum)接收了用户的输入。
通过scanf()函数接收到用户的输入后,就进入switch()分支的部分,至少在C语言代码中是这样的。下面看一下反汇编代码得到情况:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
.text:0040D780                 mov     ecx, [ebp+var_4]
.text:0040D783 mov [ebp+var_8], ecx
.text:0040D786 mov edx, [ebp+var_8]
.text:0040D789 sub edx, 1
.text:0040D78C mov [ebp+var_8], edx
.text:0040D78F cmp [ebp+var_8], 3 ; switch 4 cases
.text:0040D793 ja short loc_40D7DB ; jumptable 0040D798 default case
.text:0040D795 mov eax, [ebp+var_8]
.text:0040D798 jmp ds:off_40D7FB[eax*4] ; switch jump

0040D780地址处的代码是mov ecx, [ebp+var_4],也就是把nNum的值赋给了ecx寄存器。接着0040D783地址处的代码是mov [ebp+var_8], ecx,这句将ecx的值又赋给了var_8这个变量。但是,在C语言代码中只定义了一个变量,而var_8是怎么来的?var_8是编译器产生的一个临时变量,用来保存一些数据。接着在0040D786地址处的代码又将var_8的值赋给了edx寄存器。然后0040D7890040D78C地址处的代码将edx的值减1后又赋给了var_8变量。
这部分反汇编代码在C语言中是没有对应关系的。但是这部分代码的用处是什么呢?接着往下看0040D78F地址处是一条cmp [ebp+var_8], 3反汇编代码。比较后,如果var_8大于3的话,那么0040D793地址处的无符号条件跳转指令ja将会进行跳转,去执行default部分的代码。0040D78F地址处为什么会和3进行比较呢?case分支的范围是1~4,而var_8在和3比较之前进行了减1的操作。如果var_8的值的范围在1~4之间,减1后的范围就变成了0~3之间。如果var_8的值小于等于3,则说明switch要执行case中的部分;如果是其他值的话,则要执行default流程。上面流程图被分为两部分就是这里的比较所引起的。
注:为什么判断时只判断是否大于3呢?小于等于3不一定意味着0~3的范围吧?也可能存在负数的情况。这样的质疑是对的,但是在条件分支处使用的条件跳转指令是“ja”,它是一个无符号的条件跳转指令,即使存在负数也会被当正数进行解析。
通过上面的分析可以发现,switch分支对于定位是执行case分支还是default分支的方法很高效。如果是执行default分支,那么只需要比较一次即可直接执行。
C语言中,switch语句有4个case部分,是不是应该比较4次呢?由于C语言代码中的case项是一个连续的序列,因此编译器又对代码做了优化。0040D795和0040D798地址处的两句代码即可准确找到要执行的case分支。再来看一下这两个地址处的反汇编代码,如下:

1
2
.text:0040D795                 mov     eax, [ebp+var_8]
.text:0040D798 jmp ds:off_40D7FB[eax*4] ; switch jump

0040D795地址处的代码将var_8的值传递给了eax寄存器,由于前面的代码没有发生跳转,那么var_8的取值范围必定在0~3之间。0040D798地址处的跳转很奇怪,像一个数组(其实就是一个数组),数组的下表由eax寄存器进行寻址。

本文标题:逆向基础:switch结构分析

文章作者:water

发布时间:2018年07月23日 - 14:12:33

最后更新:2018年07月23日 - 22:06:45

原始链接:http://9cat.top/2018/07/23/逆向基础:switch结构分析/

许可协议: 署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0 国际 转载请保留原文链接及作者。

------ 本文结束------
分享
分享