CS：覆盖对 IDA 输出中全局变量的访问，如 mov eax、cs:x？

Question

我正在编写简单的程序然后分析它们。今天我写了这个：

#include <stdio.h>
 
int x;
 
int main(void){
    printf("Enter X:\n");
 
    scanf("%d",&x);
 
    printf("You enter %d...\n",x);
 
    return 0;
}

它被编译成这样：

push    rbp
mov     rbp, rsp
lea     rdi, s          ; "Enter X:"
call    _puts
lea     rsi, x
lea     rdi, aD         ; "%d"
mov     eax, 0
call    ___isoc99_scanf
mov     eax, cs:x   <- don't understand this
mov     esi, eax
lea     rdi, format     ; "You enter %d...\n"
mov     eax, 0
call    _printf
mov     eax, 0
pop     rbp
retn

我不明白什么cs:x意思。
我使用 Ubuntu x64、GCC 10.3.0 和 IDA pro 7.6。

Answer 1

TL:DR：IDAcs:在 64 位代码中混淆地用于指示 RIP 相对寻址模式。

在 IDA 中mov eax, x意味着mov eax, DWORD [x]这意味着从变量中读取 DWORD x。
为完整起见，mov rax, OFFSET x表示mov rax, x（即放入xin的地址rax）。

在 64 位位移中仍然是 32 位，因此，对于位置无关的可执行文件，并非总是可以通过对其地址进行编码来寻址变量（因为它是 64 位并且不适合 32 位字段）。在与位置无关的代码中，这是不可取的。
相反，使用RIP 相对寻址。

在 NASM 中，RIP 相对寻址的形式是mov eax, [REL x]，在 gas 中是mov x(%rip), %eax.
此外，在 NASM 中，如果DEFAULT REL处于活动状态，则可以将指令缩短mov eax, [x]为与 32 位语法相同的指令。

每个反汇编器都会以不同的方式反汇编 RIP 相关的操作数。正如您所评论的，Ghidra 给出了mov eax, DWORD PTR [x].
IDA 用于mov eax, cs:x表示mov eax, [REL x]/ mov x(%rip), %eax。

;IDA listing, 64-bit code
mov eax, x                ;This is mov eax, [x] in NASM and most likely wrong unless your exec is not PIE and always loaded <= 4GiB
mov eax, cs:x             ;This is mov eax, [REL x] in NASM and idiomatic to 64-bit programs

简而言之，您几乎可以忽略 ，cs:因为这只是在 64 位模式下寻址变量的方式。
当然，如上面的清单所示，使用或不使用 RIP 相关寻址告诉您程序可以加载到任何地方或仅低于 4GiB。

csIDA 显示的前缀让我失望。

我可以看到它在精神上可能类似于“代码”，因此类似于rip寄存器，但我认为 RIP 相对寻址并不意味着cs段覆盖。

在 32 位模式下，代码段通常是只读的，所以像这样的指令mov [cs:x], eax会出错。
在这种情况下，将 acs:放在操作数前面是错误的。

在 64 位模式下，段覆盖（除fs/ 之外gs）将被忽略（并且代码段的读取位无论如何都会被忽略），因此 a 的存在cs:并不重要，因为 ads和cs实际上是无法区分的。（即使ssords覆盖也不会更改非规范地址的 #GP 或 #SS 异常。）
可能 AGU 甚至不再读取fsor以外的段基址的段影子寄存器gs。（尽管即使在 32 位模式下，对于段基数 = 0 的正常情况，也有较低延迟的快速路径，因此硬件可能只是让它完成它的工作。）

cs:在我看来仍然具有误导性-2E在机器代码中仍然可以使用前缀字节作为填充。大多数工具仍将其称为 CS 前缀，尽管http://ref.x86asm.net/coder64.html在 64 位模式下将其称为“空前缀”。这里没有这样的字节，cs:也不是暗示 RIP 相对寻址的明显或明确的方式。