Question

我是软件故障注入领域的新研究员，目前我的最终目标是编写一段能够更改CPU寄存器中单个位的代码。我想用C语言（在代码中包含一些程序集调用）。考虑到这一点，我在Stack Overflow中找到了这个伟大的线程＆amp;关于如何访问32位CPU寄存器内容的简单示例：Is it possible to access 32-bit registers in C?这样，我就能编写这个简单的代码：

#include <stdio.h>

int main()
{
    register int value;

    register int ecx asm("ecx");
    printf("Contents of ecx: %d\n", ecx);

    asm("movl %%ecx, %0;" : "=r" (value) : ); //Assembly: this stores the ecx value into the variable value
    printf("Contents of value: %d\n", value);

    return 0;
}

这似乎是对这个主题的一个很好的介绍，那里提供的答案给了我很好的见解和信息来源（我已经阅读了GCC文档），但现在我需要进一步，我。例如，我需要了解如何更改CPU寄存器中单个位的内容（或者至少，要启动，更简单：如何更改CPU寄存器值？）。如果有人可以给我一个提示或告诉我最合适的来源，我会非常感激。

一切顺利＆amp;提前致谢，若昂

P.S。：不知道这是否有帮助，但我正在使用CentOS 6.5 32位系统（虽然CPU是64位，更准确地说是Intel Pentium双CPU E2180 @ 2.00 GHz）。此外，我之前曾与大会有过接触，但就像10年前一样，在单个课程单元上工作了几个月，所以目前我正在尝试回顾一下我对该语言的一点知识。

Answer 1

在汇编中修改寄存器位子集的常用方法是使用带常量的逻辑运算。

AND %eax, 0xFFFFFFFE取消第0位。

OR %eax, 0x01设置第0位。

XOR %eax, 0x01翻转第0位。

（感谢@harold进行更正）。

话虽如此，正如评论中所述，您可能不希望在程序中直接使用内联汇编来模拟硬件故障。它将与您引入修改的位置紧密绑定，并且在源和二进制级别混合故障引入不是我建议的方法（您的编译器可以并将重新组织和优化代码，因此很可能是最终会导致出乎意料的行为。请参阅.Balakrishnan和Reps'你所看到的不是你所执行的行为。）

您可以使用二进制检测平台，例如Intel的PIN或现有的故障注入框架。

修改由于OP在评论中要求内联asm的“hello world”示例，因此它是：

#include <stdlib.h> #include <stdio.h> int main() { register int eax asm("%eax"); asm("xorl %eax, %eax"); asm("xorl $1, %eax"); printf("Content of eax: %d\n", eax); return 0; }

另存为test.c，然后使用：
进行编译
gcc test.c -o test

或更好：

gcc test.c -S

将创建test.s，这是一个包含程序汇编输出的文件。此文件将让您了解有关代码的许多内容，并且您应该在使用内联asm进行编译之前生成程序集（至少在您不理解的情况下）。

然后，您可以使用以下组件从程序集中组装二进制文件：

gcc test.s -o test

以下是关于x86的一些注意事项：

在实际指令中，我将目标寄存器放在指令的末尾。

立即以“$”为前缀，以“％”
注册
操作扩展寄存器的指令（32位寄存器，前缀为“e”）后缀为“l”

Answer 2

基于Intel的处理器提供一次操作一位的指令。这些指令通常被忽略，并由AND，OR，XOR和TEST指令替代，这些指令可以同时处理多个位。旧的处理器也会真的慢地执行它们。我不知道他们是否仍然很慢，可能不是。

相应的汇编指令是（AT＆amp; T语法）

测试一下（CF =位值）：

BT imm8, reg
BT reg, reg
BT reg, mem

测试和补码（CF =旧位值;新位值=〜旧位值）：

BTC imm8, reg
BTC reg, reg
BTC reg, mem

测试和复位（CF =旧位值;新位值= 0）

BTR imm8, reg
BTR reg, reg
BTR reg, mem

测试并设置（CF =旧位值;新位值= 1）

BTS imm8, reg
BTS reg, reg
BTS reg, mem

当用于内存时，它可以原子使用（只有一个CPU在执行读/修改/写入循环时访问该内存。）因此它可用于创建锁和信号量。

C /汇编：如何更改CPU寄存器中的单个位？

2 个答案: