從單片機指針說到黑客程序
純C51復位功能函數：一個大三學生,讓人又愛又怕
現單列復位部分如下：
main()
{
unsigned char code rst[]={0xe4,0xc0,0xe0,0xc0,0xe0,0x32}; // 復位代碼
(*((void (*)())(rst)))(); // 執行上一行代碼,將rst數組當函數調用
}
本來我告訴他嵌入如下代碼：
clr a
push acc
push acc
reti
結果他卻玩了前面哪一段,而數組rst[]中的內容恰恰是上面的匯編機器碼,他的做法是將
rst數組的數據當作代碼保存,然后采用絕對地址方式指向該數組,將該數組中的代碼當作
函數來運行。居然通過了！
我覺得有問題,我說即使如此,那絕對地址調用也應該寫成(*((void (*)())(&rst)))()
才對呀,結果他反駁說,那樣的話,rst的地址就會當成參數傳遞給這個絕對地址函數,而
實際LJMP調用的地址并非rst的地址,而是一個不確定的地址。于是我按照自己的說法嘗試
了一下,看看匯編結果,還真的是將rst的地址傳遞給了R1 R2,而絕對函數最終LJMP到了
一個莫名其妙的地址上去了,死翹！
看來C真是一匹不容易駕馭的野馬,這個大三學生理解力在我之上,我30多歲的人了,干了
這么多年還沒他的境界呢,唉,人家才學了幾天啊,翻了幾天書就這么厲害了,服了！
l 首先分析帖子的C語言代碼
第一句定義一個數組rst[],數組內數據就是完成復位功能的匯編機器碼,具體對應關系
為：clr a == 0xe4、push acc == 0xc0,0xe0、reti ==0x32
第二句是一個函數指針的用法,函數指針用法稍微有點復雜,可參看本人著的書,:),以
下為快速入門講解。
定義一個返回值是空函數指針的定義形式如下：
void (*p) ( )
當把函數指針賦值后,就能通過函數指針調用函數,調用形式如下,
(*p) ( );
或等價的簡化形式：
p ( );
假設rst就是函數指針,則如下調用形式就可以令單片機復位再起。
(*rst ) ( );
但可惜,rst不是函數指針,而是數組名,雖然兩者都是地址,但不可直接調用數組名。
如同把char型變量a賦值給int型變量b,(int) 表示強制類型轉換：
b = (int) a
函數指針的強制類型轉換公式如下（C語言的哲學是定義形式和使用一致）：
( (void (*)() ) rst
這樣經過轉換后的rst就可以當作函數指針使用了,簡單的調用形式如下：
#define K ( (void (*)( ) ) rst
(*K) ( )
或：
( * ( void (*)( ) )rst ) ( );
這樣的語句就完成復位再啟功能了。類型轉換符()的優先級跟指針運算符*的優先級相同,
二者的結合方向是自右至左,所以上述語句就能完成復位功能了。保險起見有些程序員常
常喜歡再加個括號：
#define K ( ( (void (*)( ) ) rst )
(*K) ( )
或
( *( ( void (*)( ) )rst ) ) ( );
由于沒有輸入參數,上述復位代碼更嚴謹的寫法是：
#define K ( ( (void (*)(void ) ) rst )
(*K) ( )
或
( *( ( void (*)(void ) )rst ) ) ( );
l 關于帖子作者的解釋
千萬不要犯“&rst”形式的錯誤,對于一維數組而言,數組名rst就代表地址。以下二者等
價,更常用的是等式左邊的形式：
rst == &rst[0]
整個函數指針無所謂參數傳遞,只是把rst當作程序執行地址調用而已,那個學生的解釋也
有問題。
還有一點必須提及,不是說能通過編譯,甚至生成正確代碼,就表示某語句一定是對的。
對很復雜的語句,要考慮到編譯器不嚴格甚至出錯的可能性。
l 哈佛結構和一個蠕蟲病毒
請注意,定義數組rst[]時用了關鍵字code,這是C51特有的關鍵字,意味著把數組定義到
程序空間。標準C是沒有關鍵字code的。
哈佛結構和普林斯頓結構：
哈佛結構——程序空間和存儲空間分開的。C51算是不太嚴格的哈佛結構——雖地址線分
開,但數據線沒有分開。DSP是增強的哈佛結構。
PC電腦上奔騰CPU是普林斯頓結構——數據空間和程序空間統一編址。
如果數組rst[]數據的匯編機器碼是刪除文件的機器碼,這算不算是病毒？
曾經流行過一種蠕蟲病毒,其發作機理采取的就是將惡意代碼保存成文本文件,然后通過
指針調用執行這個文本,很多殺毒程序也不會查詢文本文件。
程序也罷,數據也罷都是二進制形式,如果數據空間和程序空間是統一編碼的, 數據當然
可以當作程序運行。
在這一點上,相對而言,哈佛結構的CPU安全性會好一點點。但嵌入式應用少有病毒,一般
不用關心。
l 單片機復位的更好方法
帖子中匯編語言解釋如下：
clr a //清除ACC=0
push acc //壓0到堆棧——8位
push acc //再壓0到堆棧——再8位
reti //返回到0地址,從而執行。
帖子作者的這種復位方法比較麻煩,更加簡單的復位寫法是（摘自《C缺陷與陷阱》）：
( * ( void (*)( ) )0 ) ( );
本句的分析方法同上,但更加精煉,沒有多余的匯編語句。
上述復位的方法可稱為軟件復位。
軟件復位跟真正上電復位有很大差別：上電復位時大部分寄存器都有確定的復位值;軟件復位則只相當于從0地址開始執行而已,寄存器不會變為確定的復位值。
如果用戶要編程實現上電復位這種情況,在程序中不要踢看門狗即可。大部分單片機都有看門狗吧。