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使用Python执行汇编代码

pythonpointersassemblymemory-address
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我想在Python脚本中执行汇编代码。这可能吗？

在C编程中，可以像这样实现

static inline getesp(){
        __asm__("mov %esp, %eax");
}

但是用Python如何实现呢？可能吗？

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通过你的示例，你只会得到解释器的堆栈指针，这在你的程序上下文中是没有意义的。所以你想做的事情可能无法实现。 - Gunther Piez
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不，那只是一个在另一种语言内执行的小例子。我并不是真的想要获取堆栈指针地址... - Yuda Prawira
该函数不能作为内联函数使用。实际上，您需要在其上使用__attribute__((noinline))或其他类似的东西。否则，它将只是在内联的任何地方插入一个mov %esp，%eax，而编译器可能正在使用EAX进行其他操作。您应该使用asm("mov %esp, %0" : "=rm"(retval));。此外，在声明中依赖C89隐式返回类型（int）也是不好的。另外，从Python中获取ESP是一个非常糟糕的示例。也许可以展示如何使用BMI2指令，例如pext？ - Peter Cordes
不要。请不要。 - leap123
7个回答
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您可以编写Python的(C)扩展来实现此目的。您可以查看此文档以了解详细信息。

另一种开发基于C的Python扩展的方法是使用ctypes模块直接与外部库进行接口。

无论哪种情况，您都需要将一些C代码编译为库或扩展，并从Python中调用它。显然，对于您想要实现的内容来说，这可能不是最佳选择，但实际上仅需公开几个函数即可。

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需要指出的是，由于Python支持C扩展，因此您可以使用纯汇编语言编写整个扩展，只要您在代码中遵循C关于参数传递、返回值、寄存器使用等方面的调用约定即可。 - martineau
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以下是一个具体的例子，介绍如何调用一个函数，该函数将获取一个整数并返回增加1后的结果。

要获取带有可执行标志的内存，使用mmap模块。

要调用该函数，使用ctypes模块。

为了将机器码放入内存中，需要硬编码x86-64机器码的字节字符串。

该代码将输出43。

在实践中，我会在C共享对象库中编写代码，并在C中使用内联汇编语言。然后，我将使用cffi来加载和运行库。此示例的优点是它是自包含的，并且仅需要标准Python库。

import ctypes
import mmap

buf = mmap.mmap(-1, mmap.PAGESIZE, prot=mmap.PROT_READ | mmap.PROT_WRITE | mmap.PROT_EXEC)

ftype = ctypes.CFUNCTYPE(ctypes.c_int, ctypes.c_int)
fpointer = ctypes.c_void_p.from_buffer(buf)

f = ftype(ctypes.addressof(fpointer))

buf.write(
    b'\x8b\xc7'  # mov eax, edi
    b'\x83\xc0\x01'  # add eax, 1
    b'\xc3'  # ret
)

r = f(42)
print(r)

del fpointer
buf.close()
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抱歉回复较晚，但我认为你可以使用汇编语言编写自己的DLL，并从Python中调用其函数。

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我现在正在学习汇编语言，同时思考如何使用可爱的Python和超级英雄般的汇编语言。你是否已经找到了这个想法所需的解决方案？也许你可以将它们分享作为对自己问题的回答？非常感谢你提出这个重要的问题 :) - Крайст
在这里鼓励回复“死亡帖子”，请参见Necromancer徽章。 - user7610
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Python不支持这种低级硬件交互。

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你需要走出常规的Python“代码”范畴，但是Python可以通过ctypes和/或C扩展与低级硬件进行交互。 - John Montgomery
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我理解我需要从语言角度而非像Cython这样的实现来看待这个问题。 - bradley.ayers
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理论上，您可以：

  1. 在C中编写一个简单的函数来调用汇编
  2. 使用Cython或Pyrex从Python调用该函数

我必须承认我没有使用过Pyrex或Cython，但它们可能能够满足您的需求，而无需费力地编写完整的C扩展。

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很有可能我用Python编写了一个小的汇编器，使用了一些可能支持Ctypes的库，但我使用的是纯Python。大多数语言实际上在低级别接口。我们只是使用高级语言功能，没有适当地关注代码是如何被处理的。我还编写了一个小的POC图像编辑应用程序，在Visual Basic中使用了ASM x86代码。 我实际上不确定如何将其编辑为我想说的内容。也许可以使用函数来读取汇编代码，并在脚本内部工作。我相信我的想法被指出是错误的。可以通过读取代码区域并编译它们的脚本函数来执行ASM代码。就好像是内置的即时汇编器一样。我试图帮助不太擅长讲话的人（或者在这种情况下是写作者），这里的页面可能能更好地解释我想说的话 http://code.activestate.com/recipes/579037-how-to-execute-x86-64-bit-assembly-code-directly-f/

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OP想在Python程序中运行asm中指定的机器码，而不是编写Python程序将asm源代码汇编成机器码。 - Peter Cordes
请前往codewars.com查找__TomFoolery__，那是我的用户名，请查看我用Python编写的汇编程序。要编写汇编程序，您必须具备低级功能的访问权限，因此我不同意您的说法 :) - TomFoolery
重点是，你可以这样做，但你必须编写函数。有点毫无意义，但确实可行。 - TomFoolery
汇编器只需要读取文本文件并写入二进制文件。无论您是否将其称为“低级”，它与在Python程序中执行自定义asm /机器代码无关。也就是说，用Python编写的汇编器可以在ARM系统上运行时将x86 asm汇编成x86机器代码。在汇编时评估浮点表达式的方式与目标相同可能需要一些“低级”的调整，但仍不必执行目标机器代码。（如果我没记错，NASM在交叉汇编时不支持x87 10字节常量） - Peter Cordes
没错，那就是我想说的。可能有点翻译不准 :) - TomFoolery
那么你应该编辑你的回答，因为能够在Python中编写汇编程序根本不能帮助回答这个问题。也就是说，你的第一句话离题了。其他一些东西可能是相关的，但你没有解释它们如何相关。 - Peter Cordes
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