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[原创]分析 Substrate 的 ARM/THUMB 函数 Hook 实现细节
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发表于:
2014-7-12 01:17
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[原创]分析 Substrate 的 ARM/THUMB 函数 Hook 实现细节
前面有一篇热文分析了，也凑个热闹。看 GitHub 上我排版过的：http://yonsm.net/armhook/
ARM 架构的 CPU 有 ARM 和 THUMB 执行态。
1. 先说 ARM 态（被Hook的函数）到 ARM 态（自己的替换函数）的 HOOK
非常简单，没有看过 Substrate 的时候我就想到并验证过了（8 个字节）：
LDR PC, [PC， #-4]
replacedFunctionAddress ; 目标绝对地址（ARM 态的，偶数）
2. ARM 态到 THUMB 态的 HOOK
和上面应该应该类似，只是 变成 replacedFunctionAddress + 1，转跳后自动切换到 THUMB 态。
未验证（X！）
3. THUMB 到 THUMB 态的 HOOK
难理解的来了，经过实际测试发现下面的代码可以 HOOK 任意的函数（包括未导出的私有函数）（注意，hookedFunctionAddress 如果是 THUMB 的，则需要 + 1——MD，在这栽了好长一段时间，感谢曾半仙）
_MSHookFunction(hookedFunctionAddress + 1, (void *)replacedFunctionAddress, (void **)&pOriginalFunction);
用以上 Substrate 的方法实现 THUMB 到 THUMB 的 HOOK 之后，我用 GDB 查看了一下内存，总共修改了12个字节，如下：
(gdb) x/3xw _mh_execute_header+0x1073E0
0x15e3e0 <_mh_execute_header+1078240>: 0x46c04778 0xe51ff004 0x0029b6b9
反汇编代码（注意 THUMB 模式的 disas 地址要 +1 变成奇数）：
(gdb) disas _mh_execute_header+0x1073E1 _mh_execute_header+0x1073EC
Dump of assembler code from 0x15e3e1 to 0x15e3ec:
0x0015e3e1 <_mh_execute_header+1078241>: bx pc
0x0015e3e3 <_mh_execute_header+1078243>: nop (mov r8, r8)
0x0015e3e5 <_mh_execute_header+1078245>: blx 0x562e24 ; 请忽略
0x0015e3e9 <_mh_execute_header+1078249>: undefined ; 请忽略
0x0015e3eb <_mh_execute_header+1078251>: lsls r1, r5, #0 ; 请忽略
第一条指令（C0 46）就是 THUMB 的 BX PC，第二条指令是 78 47 是 THUMB 的 NOP。后面的指令因为实际上是 BX 成 ARM 态了，所以请忽略。
BX PC 后实际上是转跳到了 ARM 态的 0x0015e3e4 地址，继续反汇编如下：
(gdb) disas _mh_execute_header+0x1073E4 _mh_execute_header+0x1073EC
Dump of assembler code from 0x15e3e4 to 0x15e3ec:
0x0015e3e4 <_mh_execute_header+1078244>: ldr pc, [pc, #-4] ; 0x15e3e8 <_mh_execute_header+1078248>
0x0015e3e8 <_mh_execute_header+1078248>: strheq r11, [r9], -r9 ; 这个就是和 replacedFunctionAddress + 1 了
可以看到从 0x0015e3e4 这里开始和上面提到的第一种情况（从ARM到THUMB）一样了。
4. 从 THUMB 到 ARM
你猜~~
关于转跳
* 如果操作数类型是imm, 那就是互换状态. ARM下到thumb, thumb下调用就到ARM；
* 如果操作数是寄存器 根据低位地址，奇数为 THUMB，偶数为 ARM。
知道了上述 HOOK 方法，再构造一个 pOriginalFunction，结合 Inject Dylib 的方法，就可以自己实现 Substrate 的完整功能了。
（上面仅 3 是对 Substate 的 Hook 分析，其它是我 YY 的，不确定 Substrate 也是这样的实现，有兴趣的话可以自己反汇编/反编译 Substrate 去看实现细节）
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