Windows逆向工程入门之MASM浮点数存储机制

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目录

一、IEEE 754标准在MASM中的实现

1. 浮点数存储模型解析

(1) 单精度浮点（REAL4）结构

二、逆向工程中的浮点数据分析

1. 浮点指令逆向分析

(1) x87 FPU指令集

(2) SSE指令优化

三、安全领域的深度应用

1. 浮点异常攻击面

(1) 非规格化数攻击

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一、IEEE 754标准在MASM中的实现

1. 浮点数存储模型解析

(1) 单精度浮点（REAL4）结构

var1 REAL4 +3.5  ; 内存布局：00 00 60 40 (小端序)

• ​二进制分解：

  • 符号位：1bit（0表示正数）
  • 指数域：8bit（偏移值127）
  • 尾数域：23bit（隐式前导1）

• ​编码过程：

  1. 十进制转换：3.5 = 11.1₂
  2. 规格化处理：1.11₂ × 2¹ → 指数 = 127 + 1 = 128 (10000000₂)
  3. 尾数处理：舍去前导1，补零至23位 → 11000000000000000000000₂

• ​内存验证：

  00404000: 00 00 60 40  ; 小端序解析为0x40600000
  0x40600000 → 0_10000000_11000000000000000000000

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二、逆向工程中的浮点数据分析

1. 浮点指令逆向分析

(1) x87 FPU指令集

fld REAL4 PTR [var1]     ; 将3.5压入FPU栈(ST0)
fadd REAL8 PTR [var2]    ; ST0 = ST0 + (-7.25)
fstp REAL4 PTR [result]  ; 存储结果并弹出栈

• ​逆向特征：
  • 指令操作数大小决定精度（DWORD/QWORD）
  • 栈操作顺序：ST(0)-ST(7)循环使用

(2) SSE指令优化

movss xmm0, [var1]       ; 加载单精度数
cvtsi2sd xmm1, eax       ; 整数转双精度
divpd xmm2, xmm3         ; 打包双精度除法

• ​关键特征：
  • 寄存器扩展：XMM0-XMM15（AVX扩展至YMM/ZMM）
  • 指令后缀：
    • SS：标量单精度
    • SD：标量双精度
    • PS：打包单精度

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三、安全领域的深度应用

1. 浮点异常攻击面

(1) 非规格化数攻击

float f = 1.401298e-45;  // 最小非规格化数
int i = (int)f;           // 触发精度丢失

• ​内存特征：
  • 单精度：指数域全0（0x00000001 - 0x007FFFFF）