原文链接：https://azeria-labs.com/writing-arm-assembly-part-1/

最近在学IoT安全，这个教程挺不错的，边学边翻译出来，分享给大家。

原文链接：https://azeria-labs.com/writing-arm-assembly-part-1/

翻译：ljcnaix

欢迎来到系列文章《ARM汇编基础教程》。这个系列是为后续的《ARM漏洞利用教程》（连载中）打基础而编写的。在我们深入用ARM汇编编写shellcode和构造ROP链之前，我们需要先掌握一些ARM汇编的基础知识。

我们会一步一步覆盖如下主题：

第一篇： ARM汇编简介

第二篇： 数据类型和寄存器

第三篇： ARM指令集

第四篇： 内存读写

第五篇： 高级内存读写

第六篇： 条件分支

第七篇： 栈和函数

为了执行本文后续的示例，你需要搭建一个学习ARM汇编的实验环境。如果你没有一台ARM设备（比如树莓派），你可以根据这个教程（https://azeria-labs.com/emulate-raspberry-pi-with-qemu/）使用QEMU模拟器创建一台虚拟设备来配置你的实验环境。如果你缺乏使用GDB调试程序的基础知识，你可以在这片教程中学习（https://azeria-labs.com/debugging-with-gdb-introduction/）。在本系列教程中，我们将关注ARM 32-bit，所有的例子将按照ARMv6指令集编译。

这篇教程是为有兴趣学习基础的ARM汇编知识的人而写的。尤其是那些想在ARM平台编写漏洞利用的人。你可能已经发现ARM处理器在你的生活中无处不在。当我环顾我的身边，我发现我身边的大多数设备使用着ARM处理器而不是intel。这些设备包括我的手机、路由器以及最近销售火爆的IoT设备。可以说，ARM处理器已经成为了当世最广泛使用的CPU核心。随之而来的是和PC时代类似的问题，ARM设备也易于受到缓冲区溢出之类的攻击。由于被广泛的使用和潜在的脆弱性，针对这些设备的攻击将变得越来越常见。

目前在二进制安全领域，比起ARM平台，我们对x86/x64平台有深入的多的研究，即使ARM汇编可能是主流CPU指令集中最易学的。那么，为什么没有更多的人来关注ARM，研究ARM呢？可能因为漏洞利用的学习资料，大多数是针对Intel平台的，而很少针对ARM平台的。比如著名的由Corelan Team编写的Intel x86漏洞利用教程（https://www.corelan.be/index.php/2009/07/19/exploit-writing-tutorial-part-1-stack-based-overflows/），帮助了很多对二进制漏洞利用感兴趣的人，通过学习和实践这个教程包含的知识，进入这个领域。如果你对x86平台的漏洞利用感兴趣，Corelan Team的教程是非常好的起点。在这篇教程中，我们将关注ARM汇编的基础知识以及如何在ARM平台下编写漏洞利用。

ARM处理器和Intel处理器之间有很多的差异，其中最大的不同点就是它们的指令集。Intel是一个CISC（Complex Instruction Set Computing，复杂指令集）处理器。因此它具有更庞大，功能更丰富的指令集，并且允许指令进行一些复杂的访存操作。它也因此具有支持更多的复杂操作和寻址方式，并且寄存器的数量比ARM要少的多。CISC处理器一般用在通用PC，工作站和服务器中。

ARM是一个RISC（Reduced Instruction Set Computing，精简指令集）处理器。因此它拥有一套精简的指令集（100个左右，甚至更少的指令）以及比CISC处理器更多的通用寄存器。与Intel处理器不同，ARM指令只处理寄存器中的数据，并使用了load/store结构访问存储器，也就是说只有load/store指令可以访问存储器。所以如果我们要增加某个内存地址中保存的值，至少需要三种类型的指令（load指令、加法指令和store指令），首先我们需要使用load指令将指定地址内存中的值加载到寄存器中，然后使用加法指令增加寄存器中的值，然后用store指令将寄存器中的值写回内存。

硬币有两面，精简指令集也有它的优势和劣势。其中一个重要的优势是指令可以被更快的执行（RISC处理器通过引入流水线机制，减少每个指令的占用的CPU的时钟周期来缩短执行时间）。它的劣势也很明显，较少的指令增加了软件（事实上是编译器）的复杂性。另一个重要的事实是，ARM具有两种运行模式（可以类比x86的实模式和保护模式），ARM模式和Thumb模式。Thumb指令可以是2或4个字节的（更多的细节将在第三篇：ARM指令集中介绍）。

ARM和x86/x64之间更多的区别还包括：

·          在ARM中大多数指令可以用于分支跳转的条件判断。

·          Intel的x86/x64系列CPU是小端序的。

·          ARM架构在ARMv3之前是小端序的，在那之后，ARM处理器提供一个配置项，可以通过配置在大端和小端之间切换。

事实上，不仅ARM平台和Intel平台之间存在差异，ARM平台内部的不同版本之间也存在很多差别。我们努力让本系列教程尽可能通用，让你能对ARM平台有一个全面的了解。当你掌握了ARM基础之后，再去针对某个特定版本学习就轻松了。本教程的示例是在32 bit ARMv6（树莓派1代）上创建的，因此示例相关的讲解是针对这个版本的。

我们刚才谈到了ARM指令集有不同的版本，这可能使你感到困惑，我们用下表简单的表示ARM指令集版本和处理器版本之间的映射关系：

ARM 处理器家族

ARM指令集架构

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