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从单片机C语言指针说到黑客程序

来源:互联网 作者:佚名 时间:2015-10-09 05:48
从 单片机 C 语言 指针 说到 黑客 程序 作者wlg 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 coderst[]={0xe4,0xc0
单片机C 语言指针说到黑客程序
作者wlg
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!

􀁺 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
常常喜欢再加个括号:
#define K ( ( (void (*)( ) ) rst )
(*K) ( )
( *( ( 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) ( )
( *( ( void (*)(void ) )rst ) ) ( );
􀁺 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。
􀁺 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
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。
􀁺 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
有看门狗吧。
􀁺 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。
2004 年7 月看到这个有意思的帖子,也干了一件蠢事——买了飞利浦的一款拍照手机,
屏幕有强烈闪烁感,飞利浦拒换,服务意识真是不敢恭维。
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从<strong>单片机</strong>C <wbr><strong>语言</strong><strong>指针</strong>说到<strong>黑客</strong><strong>程序</strong>

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