逆向基础（十三） JAVA (二)

54.7 线性同余伪随机数生成器



这次来看一个简单的伪随机函数生成器，之前我在书中提到过一次。

#!java
public class LCG
{ public static int rand_state; public void my_srand (int init) { rand_state=init; } public static int RNG_a=1664525; public static int RNG_c=1013904223; public int my_rand () { rand_state=rand_state*RNG_a; rand_state=rand_state+RNG_c; return rand_state & 0x7fff; }
}

在上面的代码中我们可以看到开始的地方有两个类字段被初始化。不过java究竟是如何进行初始化的呢，我们可以通过javap的输出看到类构造的方式。

static {};
flags: ACC_STATIC
Code:
stack=1, locals=0, args_size=0
0: ldc #5 // int 1664525
2: putstatic #3 // Field RNG_a:I
5: ldc #6 // int 1013904223
7: putstatic #4 // Field RNG_c:I
10: return

从上面的代码我们可以直观的看出变量如何被初始化，RNG_a和iRNG_C分别占用了第三以及第四储存位，并使用puststatic指令将常量put进储存位置。

下面的my_srand()函数将输入值存储到rand_state中;

public void my_srand(int);
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=2, args_size=2
0: iload_1
1: putstatic #2 // Field ⤦
Ç rand_state:I
4: return

iload_1 取得输入值并将其压入栈。但为什么不用iload_0? 因为函数中可能使用了类字段，所以这个变量被作为第0个参数传递给了函数，我们可以看到rand_state字段在类中占用第二个储存位。之前的putstatic会从栈顶复制数据并且将其压入第二储存位。

现在的my_rand():

public int my_rand();
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=2, locals=1, args_size=1
0: getstatic #2 // Field ⤦
Ç rand_state:I
3: getstatic #3 // Field RNG_a:I
6: imul
7: putstatic #2 // Field ⤦
Ç rand_state:I
10: getstatic #2 // Field ⤦
Ç rand_state:I
13: getstatic #4 // Field RNG_c:I
16: iadd
17: putstatic #2 // Field ⤦
Ç rand_state:I
20: getstatic #2 // Field ⤦
Ç rand_state:I
23: sipush 32767
26: iand
27: ireturn

它仅是加载了所有对象字段的值。并且用putstatic指令对rand_state的值进行更新。

因为之前我们通过putstatic指令将rand_state的值丢弃，所以在20行的位置，再次加载rand_state值。这种方式其实效率不高，不过我们还是要承认jvm在某些地方所做的优化还是很不错的。

54.8 条件跳转



我们来举个条件跳转的栗子：

#!java
public class abs
{ public static int abs(int a) { if (ab) return b; return a;
}

我们得到的是：

public static int min(int, int);
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=2, locals=2, args_size=2
0: iload_0
1: iload_1
2: if_icmple 7
5: iload_1
6: ireturn
7: iload_0
8: ireturn

if_icmple会从栈中弹出两个值进行比较，如果第二个小于或者等于第一个，那么跳转到偏移位7.

我们看另一个max函数的例子：

#!java
public static int max (int a, int b)
{ if (a>b) return a; return b;
}

从下面可以看出代码都差不多，唯一的区别是最后两个iload指令（偏移位5和偏移位7）互换了。

public static int max(int, int);
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=2, locals=2, args_size=2
0: iload_0
1: iload_1
2: if_icmple 7
5: iload_0
6: ireturn
7: iload_1
8: ireturn

更复杂的例子。。

#!java
public class cond
{ public static void f(int i) { if (i100) System.out.print(">100"); if (i==0) System.out.print("==0"); }
}

public static void f(int);
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=2, locals=1, args_size=1
0: iload_0
1: bipush 100
3: if_icmpge 14
6: getstatic #2 // Field java/⤦
Ç lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
9: ldc #3 // String 100
39: invokevirtual #4 // Method java/io⤦
Ç /PrintStream.print:(Ljava/lang/String;)V
42: iload_0
43: ifne 54
46: getstatic #2 // Field java/⤦
Ç lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
49: ldc #7 // String ==0
51: invokevirtual #4 // Method java/io⤦
Ç /PrintStream.print:(Ljava/lang/String;)V
54: return

if_icmpge出栈两个值，并且比较两个数值，如果第的二个值大于第一个，跳转到偏移位14，if_icmpne和if_icmple做的工作类似，但是使用不同的判断条件。

在行偏移43的ifne指令，它的名字不是很恰当，我更愿意把它命名为ifnz(if not zero 可能是冷笑话)(如果栈定的值不是0则跳转)，当不是0的时候，跳转到偏移54，如果输入的值不是另，如果是0，执行流程进入偏移46，并且打印字符串“==0”。

JVM没有无符号数据类型，所以，只能通过符号整数值进行比较指令操作。

54.9 传递参数值



让我们稍微扩展一下min()和max()这个例子。

#!java
public class minmax
{ public static int min (int a, int b) { if (a>b) return b; return a; } public static int max (int a, int b) { if (a>b) return a; return b; } public static void main(String[] args) { int a=123, b=456; int max_value=max(a, b); int min_value=min(a, b); System.out.println(min_value); System.out.println(max_value); }
}

下面是main()函数的代码。

public static void main(java.lang.String[]);
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
Code:
stack=2, locals=5, args_size=1
0: bipush 123
2: istore_1
3: sipush 456
6: istore_2
7: iload_1
8: iload_2
9: invokestatic #2 // Method max:(II⤦
Ç )I
12: istore_3
13: iload_1
14: iload_2
15: invokestatic #3 // Method min:(II⤦
Ç )I
18: istore 4
20: getstatic #4 // Field java/⤦
Ç lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
23: iload 4
25: invokevirtual #5 // Method java/io⤦
Ç /PrintStream.println:(I)V
28: getstatic #4 // Field java/⤦
Ç lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
31: iload_3
32: invokevirtual #5 // Method java/io⤦
Ç /PrintStream.println:(I)V
35: return

栈中的参数被传递给其他函数，并且将返回值置于栈顶。

54.10位。



java中的位操作其实与其他的一些ISA（指令集架构）类似：


#!java
public static int set (int a, int b)
{ return a | 1