玩好.NET高階除錯，你也要會寫點彙編

一線碼農發表於2022-12-08
高階除錯

一：背景

1. 簡介

.NET 高階除錯要想玩的好，看懂彙編是基本功，但看懂彙編和能寫點彙編又完全是兩回事，所以有時候看的多，總手癢癢想寫一點，在 Windows 平臺上搭建彙編環境不是那麼容易，大多還是用微軟的 MASM + DosBox 搭一個 8086 的環境，這玩意距今快 50 年了。

在以前想快捷的寫一點彙編，藉助的是 VC 編譯器的 __asm 在 C/C++ 程式碼中內嵌一點，比如下面這樣。


int main()
{
	int num = 10;

	__asm {
		mov[num], 20
	}

	printf("num=%d", num);
}

便捷是便捷，但只能玩個區域性，還是不夠爽，所以本篇我們藉助 nasm 來搭建一個 32bit 的彙編環境，當然 64bit 也是可以的， nasm 在 Linux 社群中非常有名。

二：搭建 x86 彙編環境

1. 前置基礎構件

  1. nasm 下載

nasm 是一個非常有名的彙編器，官方網址：https://nasm.us/ 目前穩定版是 2.15.05。

  1. gcc

大家都知道，原始碼要變成可執行程式，步驟一般是: asm -> obj -> exe，前半部分由 nasm 負責，後半部分由 gcc 負責， gcc 是 Linux 上的剛需產品，在 Windows 上可以用 MinGW。

下載網址：https://sourceforge.net/projects/mingw/files/MinGW

下載完之後，將下圖中的 五項 全部勾選上進行安裝。

把 bin, include,lib 全部配到環境變數的 PATH 中，然後開啟控制檯鍵入 gcc -v 看一下有沒有配好。


PS C:\Users\Administrator\Desktop> gcc -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=C:\MinGW\bin\gcc.exe
COLLECT_LTO_WRAPPER=c:/mingw/bin/../libexec/gcc/mingw32/6.3.0/lto-wrapper.exe
Target: mingw32
Configured with: ../src/gcc-6.3.0/configure --build=x86_64-pc-linux-gnu --host=mingw32 --target=mingw32 --with-gmp=/mingw --with-mpfr --with-mpc=/mingw --with-isl=/mingw --prefix=/mingw --disable-win32-registry --with-arch=i586 --with-tune=generic --enable-languages=c,c++,objc,obj-c++,fortran,ada --with-pkgversion='MinGW.org GCC-6.3.0-1' --enable-static --enable-shared --enable-threads --with-dwarf2 --disable-sjlj-exceptions --enable-version-specific-runtime-libs --with-libiconv-prefix=/mingw --with-libintl-prefix=/mingw --enable-libstdcxx-debug --enable-libgomp --disable-libvtv --enable-nls
Thread model: win32
gcc version 6.3.0 (MinGW.org GCC-6.3.0-1)
PS C:\Users\Administrator\Desktop>
  1. vscode 外掛

這裡我準備用 vscode 來寫彙編程式碼，主要安裝兩個外掛。

  • The Netwide Assembler (NASM)

這個 nasm 官方提供的 語法高亮 外掛。

  • GDB Debug

gdb 已經內嵌到了 gcc 中，方便於 code 除錯。

2. vscode 自動化構建

玩過 vscode 的朋友應該知道，自動化構建需要自己寫 tasks.json，這裡我簡單寫了一個。


{
    "version": "2.0.0",
    "tasks": [
        {
            "label": "win86",
            "type": "shell",
            "command": "nasm.exe -f win32 -g -F cv8 -l app.lst app.asm; gcc app.obj -o app.exe",
            "problemMatcher": {
                "pattern": {
                    "regexp": "error"
                }
            },
            "group": "build",
            "presentation": {
                "focus": true,
                "panel": "dedicated",
                "reveal": "silent",
                "clear": true
            }
        }
    ]
}

然後就是配置啟動 launch.json，程式碼如下：


{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "type": "gdb",
            "request": "launch",
            "name": "GDB32",
            "program": "${workspaceFolder}/app.exe",
            "stopOnEntry": true,
            "preLaunchTask": "win86"
        },
        {
            "type": "gdb",
            "request": "launch",
            "name": "GDB64",
            "program": "${workspaceFolder}/app.exe",
            "stopOnEntry": true,
            "preLaunchTask": "win64"
        }
    ]
}

到這裡基礎設施就全部搭建完成了，然後就是寫一個簡單的彙編程式，實現三個 printf 的列印，程式碼如下：


extern _printf
SECTION .data

    msg             db      'Hello World!', 0Ah , 0h;
    
    num1            dd       100;
    num1_int_fmt    db      'num1=%d', 0Ah, 0h;

    num2            dq       3.14;
    num2_flt_fmt    db       'num2=%lf', 0Ah, 0h;

SECTION .text

global _main
 
_main:

    push ebp
    mov  ebp , esp 

    ; printf("Hello World\n");
    mov  eax , msg
    push eax 
    call _printf
    add  esp, 4

    ; printf("num1=%d",num1)
    mov  eax , [num1]
    push eax 
    mov  ebx , num1_int_fmt
    push ebx , 
    call _printf
    add  esp , 4

    ; printf("num2=%lf",num2)
    movq    xmm0  , [num2]
    sub     esp   , 0x8
    movsd   [esp] , xmm0
    mov     ebx   , num2_flt_fmt
    push    ebx 
    call    _printf
    add     esp   , 0xc

    mov esp , ebp
    pop ebp 

    ret

輸出結果如下：

從上面的程式碼看，我需要自己協調棧平衡，自己去管理暫存器和記憶體的使用，真的是太爽了。

二：總結

彙編看多了，總想自己動手試試，如果你也有這種想法，可以搭建一下玩玩，有一點遺憾的是，在 windows 中用 gdb 單步除錯彙編目前還沒搞定，在 linux 上很輕鬆，不過也不影響自己學習研究，畢竟可以用強大的 windbg 和 ollydbg 來實現單步除錯，對吧！

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