libvmcu Virtual MCU Library
1.0.0
LibVMCU es un motor pequeño para el análisis estático y dinámico de los binarios de microcontroladores AVR.
Se encarga de la preparación de datos sin procesar, que luego pueden ser procesados por otros programas. El objetivo aquí es hacer posible interactuar programáticamente con el código fuente AVR.
libvmcu te proporciona
Nota: Esta biblioteca todavía está en desarrollo.
Yo ejemplos
II Showcase
III Configuración VMCU
IV apoyó a MCU
V Análisis dinámico
Análisis vi estático
Set de instrucciones VII
VIIII ANITACIONES
Ix contribuyendo
X créditos
Documentación XI
/* A possible implementation of print_instruction can be found below */
int main ( const int argc , const char * * argv ) {
/* ignoring checks for this example */
vmcu_model_t * m328p = vmcu_model_ctor ( VMCU_DEVICE_M328P );
vmcu_report_t * report = vmcu_analyze_file ( "file.hex" , m328p );
for ( uint32_t i = 0 ; i < report -> cfg -> used ; i ++ ) {
vmcu_cfg_node_t * node = & report -> cfg -> node [ i ];
print_instruction ( node -> xto . i );
if ( node -> t != NULL ) {
printf ( "true -> " );
print_instruction ( node -> t -> xto . i );
}
if ( node -> f != NULL ) {
printf ( "false -> " );
print_instruction ( node -> f -> xto . i );
}
printf ( "n" );
}
vmcu_report_dtor ( report );
vmcu_model_dtor ( m328p );
return EXIT_SUCCESS ;
} 0x0000 .... f1f3 breq - 2 ; (ZF == 1): PC <- PC + -2 + 1
true - > 0x3fff .... 839a sbi 0x10 , 3 ; IO[0x10, 3] <- 1
false - > 0x0001 .... 0fef ldi r16 , 0xff ; r16 <- 0xff
--------------------------------------------------------------------------------
0x0001 .... 0fef ldi r16 , 0xff ; r16 <- 0xff
true - > 0x0002 .... 5817 cp r21 , r24 ; r21 - r24
--------------------------------------------------------------------------------
0x0002 .... 5817 cp r21 , r24 ; r21 - r24
true - > 0x0003 .... 19f4 brne 3 ; (ZF == 0): PC <- PC + 3 + 1
--------------------------------------------------------------------------------
0x0003 .... 19f4 brne 3 ; (ZF == 0): PC <- PC + 3 + 1
true - > 0x0007 .... 0127 eor r16 , r17 ; r16 <- r16 ^ r17
false - > 0x0004 .... a895 wdr ; watchdog reset
--------------------------------------------------------------------------------
0x0004 .... a895 wdr ; watchdog reset
true - > 0x0005 .... 8895 sleep ; circuit sleep
--------------------------------------------------------------------------------
0x0005 .... 8895 sleep ; circuit sleep
true - > 0x0006 .... 0000 nop ; no operation
--------------------------------------------------------------------------------
0x0006 .... 0000 nop ; no operation
true - > 0x0007 .... 0127 eor r16 , r17 ; r16 <- r16 ^ r17
--------------------------------------------------------------------------------
0x0007 .... 0127 eor r16 , r17 ; r16 <- r16 ^ r17
--------------------------------------------------------------------------------
0x3fff .... 839a sbi 0x10 , 3 ; IO[0x10, 3] <- 1
true - > 0x0000 .... f1f3 breq - 2 ; (ZF == 1): PC <- PC + -2 + 1
-------------------------------------------------------------------------------- /* A possible implementation of print_instruction can be found below */
int main ( const int argc , const char * * argv ) {
/* ignoring checks for this example */
vmcu_model_t * m328p = vmcu_model_ctor ( VMCU_DEVICE_M328P );
vmcu_report_t * report = vmcu_analyze_file ( "file.srec" , m328p );
for ( uint32_t i = 0 ; i < report -> progsize ; i ++ ) {
printf ( "0x%04x " , report -> disassembly [ i ]. addr );
print_instruction ( & report -> disassembly [ i ]);
}
vmcu_report_dtor ( report );
vmcu_model_dtor ( m328p );
return EXIT_SUCCESS ;
} 0x004e ldi r27 , 0x06 ; r27 <- 0x06
0x004f rjmp 1 ; PC <- PC + 1 + 1
0x0050 st X +, r1 ; DS[X+] <- r1
0x0051 cpi r26 , 0x20 ; r26 - 0x20
0x0052 cpc r27 , r18 ; r27 - r18 - CF
0x0053 brne - 4 ; (ZF == 0): PC <- PC + -4 + 1
0x0054 call 0x60b ; PC <- 0x60b /* A possible implementation of print_instruction can be found below */
int main ( const int argc , const char * * argv ) {
/* ignoring checks for this example */
vmcu_model_t * m328p = vmcu_model_ctor ( VMCU_DEVICE_M328P );
vmcu_report_t * report = vmcu_analyze_file ( "file.hex" , m328p );
for ( uint32_t i = 0 ; i < report -> progsize ; i ++ ) {
vmcu_instr_t * instr = & report -> disassembly [ i ];
if ( instr -> writes . c_flag == true)
print_instruction ( instr );
if ( instr -> reads . c_flag == true)
print_instruction ( instr );
}
vmcu_report_dtor ( report );
vmcu_model_dtor ( m328p );
return EXIT_SUCCESS ;
} subi r18 , 0x00 ; r18 <- r18 - 0x00
adiw r29:r28 , 0x1a ; r29:r28 <- r29:r28 + 0x1a
sbci r23 , 0xff ; r23 <- r23 - 0xff - CF
cpc r19 , r17 ; r19 - r17 - CF int main ( const int argc , const char * * argv ) {
/* ignoring checks for this example */
vmcu_model_t * m328p = vmcu_model_ctor ( VMCU_DEVICE_M328P );
vmcu_report_t * report = vmcu_analyze_file ( "file.hex" , m328p );
for ( uint32_t i = 0 ; i < report -> n_vector ; i ++ ) {
vmcu_vector_t * vect = & report -> vector [ i ];
vmcu_instr_t * isr = vect -> xto -> i ;
printf ( "Vector ID %d @ 0x%04xn" , vect -> id , vect -> addr );
printf ( " interrupt service routine at 0x%04x" , isr -> addr );
printf ( "nn" );
}
vmcu_report_dtor ( report );
vmcu_model_dtor ( m328p );
return EXIT_SUCCESS ;
} Vector ID 16 @ 0x0020
interrupt service routine at 0x03f5
Vector ID 17 @ 0x0022
interrupt service routine at 0x008a
Vector ID 18 @ 0x0024
interrupt service routine at 0x03c3
Vector ID 19 @ 0x0026
interrupt service routine at 0x039d /* A possible implementation of print_instruction can be found below */
int main ( const int argc , const char * * argv ) {
/* ignoring checks for this example */
vmcu_model_t * m328p = vmcu_model_ctor ( VMCU_DEVICE_M328P );
vmcu_report_t * report = vmcu_analyze_file ( "file.hex" , m328p );
for ( uint32_t i = 0 ; i < report -> n_label ; i ++ ) {
vmcu_label_t * lx = & report -> label [ i ];
printf ( "0x%04xtL%dnn" , lx -> addr , lx -> id );
for ( uint32_t j = 0 ; j < lx -> n_xfrom ; j ++ ) {
vmcu_xref_t * x = & lx -> xfrom [ j ];
printf ( " xref from 0x%04x " , x -> i -> addr );
print_instruction ( x -> i );
}
printf ( "n" );
}
vmcu_report_dtor ( report );
vmcu_model_dtor ( m328p );
return EXIT_SUCCESS ;
} 0x04c6 L75
xref from 0x04a1 call + 1222 ; PC <- 0x4c6
xref from 0x0a84 call + 1222 ; PC <- 0x4c6
xref from 0x0b5c call + 1222 ; PC <- 0x4c6
0x04e2 L76
xref from 0x05d4 rjmp - 243 ; PC <- PC - 0xf3 + 1
0x05d0 L77
xref from 0x04e1 rjmp + 238 ; PC <- PC + 0xee + 1 /* A possible implementation of print_instruction can be found below */
int main ( const int argc , const char * * argv ) {
/* ignoring checks for this example */
vmcu_model_t * m328p = vmcu_model_ctor ( VMCU_DEVICE_M328P );
vmcu_report_t * report = vmcu_analyze_file ( "file.hex" , m328p );
for ( uint32_t i = 0 ; i < report -> n_sfr ; i ++ ) {
vmcu_sfr_t * sfr = & report -> sfr [ i ];
printf ( "SFR ID: %dnn" , sfr -> id );
for ( uint32_t j = 0 ; j < sfr -> n_xfrom ; j ++ ) {
vmcu_xref_t * x = & sfr -> xfrom [ j ];
printf ( " xref from 0x%04x " , x -> i -> addr );
print_instruction ( x -> i );
}
printf ( "n" );
}
vmcu_report_dtor ( report );
vmcu_model_dtor ( m328p );
return EXIT_SUCCESS ;
} SFR ID: 17
xref from 0x00f4 sbi 0x1f , 2 ; IO[1f, 2] <- 0x01
xref from 0x00f5 sbi 0x1f , 1 ; IO[1f, 1] <- 0x01
SFR ID: 50
xref from 0x004c sts 0x006e , r1 ; DATA[0x6e] <- R1
xref from 0x0051 lds r24 , 0x006e ; R24 <- DATA[0x6e]
xref from 0x0054 sts 0x006e , r24 ; DATA[0x6e] <- R24 /* 0x6a97 (little endian) <=> sbiw r29:r28, 0x1a */
int main ( const int argc , const char * * argv ) {
/* initialize a device model */
vmcu_model_t * m328p = vmcu_model_ctor ( VMCU_DEVICE_M328P );
vmcu_instr_t instr ;
vmcu_disassemble_bytes ( 0x6a97 , & instr , m328p );
const VMCU_IKEY key = instr . key ; // VMCU_IKEY_SBIW
const VMCU_GROUP grp = instr . group ; // VMCU_GROUP_MATH_LOGIC
const uint32_t opcode = instr . opcode ; // 0x976a (big endian)
const uint32_t addr = instr . addr ; // 0x0000 (undefined)
const bool dword = instr . dword ; // false
const bool exec = instr . exec ; // true
vmcu_operand_t * src = & instr . src ; // source operand
vmcu_operand_t * dest = & instr . dest ; // destination operand
VMCU_OPTYPE src_type = src -> type ; // VMCU_OPTYPE_K6
VMCU_OPTYPE dest_type = dest -> type ; // VMCU_OPTYPE_RP
const uint8_t src_val = src -> k ; // 0x1a
VMCU_REGISTER dest_rh = dest -> rp . high ; // VMCU_REGISTER_R29
VMCU_REGISTER dest_rl = dest -> rp . low ; // VMCU_REGISTER_R28
const bool writes_hf = instr . writes . h_flag ; // false
const bool writes_cf = instr . writes . c_flag ; // true
const bool reads_io = instr . reads . io ; // false
const bool reads_nf = instr . reads . n_flag ; // false
vmcu_mnemonic_t * mnem = & instr . mnem ; // instruction mnemonic
const char * base_str = mnem -> base ; // "sbiw"
const char * dest_str = mnem -> dest ; // "r29:r28"
const char * src_str = mnem -> src ; // "0x1a"
const char * com_str = mnem -> comment ; // "r29:r28 <- r29:r28 - 0x1a"
vmcu_model_dtor ( m328p );
return EXIT_SUCCESS ;
} /* this snippet can be used to assemble and print an instruction */
void print_instruction ( const vmcu_instr_t * instr ) {
printf ( "%s" , instr -> mnem . base );
if ( instr -> dest . type != VMCU_OPTYPE_NONE )
printf ( " %s," , instr -> mnem . dest );
if ( instr -> src . type != VMCU_OPTYPE_NONE )
printf ( " %s" , instr -> mnem . src );
printf ( " %sn" , instr -> mnem . comment );
}
Un pequeño depurador escrito con libvmcu
Actualmente, esta biblioteca viene con dos encabezados, ambos se pueden encontrar en el motor/incluir/libvmcu:
Digamos que tenemos un archivo llamado prog.c en el nivel superior de este repositorio y queremos vincularlo con libvmcu:
/* prog.c */
#include "libvmcu_analyzer.h"
#include "libvmcu_system.h"
int main ( void ) {
/* do something */
return 0 ;
} You@Terminal:~ $ cd build-release/
You@Terminal:~ $ make -f build.mk You@Terminal:~ $ gcc -Iengine/include/libvmcu/ -c prog.c -o prog.o You@Terminal:~ $ gcc -o prog prog.o -Lbuild-release/ -lvmcu -lmEso es todo. Si enfrenta problemas, eche un vistazo a algunos ejemplos en el controlador/ directorio.
Libvmcu intenta admitir tantos tipos de AVR como sea posible para el análisis estático. El análisis dinámico actualmente solo se planifica para la familia ATMEGA328, pero puede extenderse en el futuro.
Debería ser bastante fácil agregar nuevos microcontroladores al análisis estático. Para obtener más información, eche un vistazo al motor/*/Arch/
Núcleo del dispositivo AVR
Núcleo del dispositivo Avre
Núcleo del dispositivo Avre+
Núcleo del dispositivo AVRXM
Núcleo del dispositivo avrxt
Núcleo del dispositivo AVRRC
desapsilista
Referencias cruzadas (xref-from, xref-to)
banderas analizador
descomponer y clasificar las instrucciones
analizador para binarios AVR
lector de formato
soporte de interrupción
Ciclo de simulación en tiempo real precisa
Soporte para 133 instrucciones de ensamblaje de AVR
Simulación precisa de periféricos internos
Actualmente, VMCU admite: ~ 133 instrucciones. Algunas pocas instrucciones se implementan como instrucciones 'NOP', por lo tanto, no tienen funcionalidad real. Estas instrucciones se implementarán lo antes posible. Las siguientes instrucciones requieren más trabajo:
Todas las demás instrucciones de ensamblaje funcionan bien.
Libvmcu tiene enlaces Java para funcionalidades básicas. Para obtener más información, eche un vistazo a Bindings/Java/
También tenga en cuenta que las enlaces no siempre funcionan con la última versión debido al desarrollo del motor.
| Motor | Conductores | Ataduras | Pruebas |
|---|---|---|---|
| Cerrado para relaciones públicas | Abierto para relaciones públicas | Abierto para relaciones públicas | Abierto para relaciones públicas |
Al momento de escribir esto, la documentación aún está en desarrollo. La documentación (incompleta) se puede encontrar en https://github.com/milo-d/libvmcu-virtual-mcu-library/wiki
Si le falta información y no desea esperar el wiki, los archivos de encabezado libvmcu también están bastante bien documentados.
