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Spice86

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SPICE86-真实模式反向工程的PC模拟器

Spice86是执行，反向工程和重写实际模式程序的工具。

Nuget上的发布可用。

发布页面上也可以使用预释放

注意：这是一个端口，是原始Java Spice86的延续。

它需要.NET 9并在Windows，MacOS和Linux上运行。

方法

仅从二进制中重写程序是一项艰巨的任务。

Spice86是一种通过有方法的鸿沟和征服方法来帮助您这样做的工具。

一般过程：

您首先在Spice86模拟器中模拟程序。
在每个运行结束时，模拟器会转储一些运行时数据（内存转储和执行流）
您可以通过Spice86-Ghidra-Plugin加载这些数据到Ghidra
该插件将存储器转储中的汇编指令转换为C＃，该说明可以加载到Spice86中，并部分或完全使用而不是汇编代码。
这使您可以通过C＃方法逐渐重新进来汇编代码
这很有帮助，因为：
- 小组的小序列可以静态分析，通常很容易转化为更高级别的语言。
- 您一直在使用该程序的完全工作版本进行工作，因此早日捕获错误相对容易。
- 通过函数重写代码函数使您可以发现作者的意图。

运行您的exe

这是一个.NET程序，您可以使用常规命令行或dotnet运行运行。运行一个名为file.exe的程序的示例：

 Spice86 -e file.exe

还支持COM文件和BIOS文件。

倾倒数据

建议设置Spice86_dumps_folder环境变量，以指向模拟器应在何处转移运行时数据。如果已设置变量或传递 - 记录DatAdaDirectory参数，则模拟器将转换有关在此处运行的一堆信息。如果什么都没有设置，则数据将被丢弃在当前目录中。如果已经存在数据，则模拟器将首先加载并完成它，您无需每次从零开始！

动态分析

Spice86说GDB远程协议：

它支持您需要调试的大多数命令。
它还提供自定义GDB命令来进行动态分析。

连接

您需要在启动Spice86时为GDB服务器指定端口：

 Spice86 --GdbPort=10000

Spice86将等待GDB在启动执行之前连接，以便您可以设置断点等等。

这是从GDB命令行客户端连接的方法以及如何设置体系结构：

 (gdb) target remote localhost:10000
(gdb) set architecture i8086

香草GDB

您可以添加断点，步骤，查看内存等。

VGA VRAM上的断点示例写道：

 (gdb) watch *0xA0000

查看组件：

 (gdb) layout asm

删除断点：

 (gdb) remove 1

在内存中搜索一个字节的序列（启动地址0，长度F0000，'spice86'字符串的ASCII字节）：

 (gdb) find /b 0x0, 0xF0000, 0x53, 0x70, 0x69, 0x63, 0x65, 0x38, 0x36

GDB不支持X86真实模式分割的地址，因此指针需要参考内存中的实际物理地址。地址为A000：0000的VRAM在GDB中为0xa0000。

同样，GDB中的$ PC变量将被Spice86暴露为CS：IP指向的物理地址。

自定义命令（发生魔术发生的地方）

可以这样显示自定义命令的列表：

 (gdb) monitor help

关于当前运行的转储信息

 (gdb) monitor dumpall

将下面描述的所有内容一次丢弃。文件是在转储文件夹中创建的，如此处解释，该文件已产生几个文件：

Spice86DumpMemoryDump.bin：真实模式地址空间的快照。包含实际加载和执行的说明。它们可能与您正在运行的EXE有所不同，因为DOS程序可以在内存中重写他们的某些说明 /加载其他模块。
Spice86DumpExeCutionFlow.json：包含Spice86-Ghidra-Plugin使用的信息，以理解内存转储，例如功能的地址，标签，已执行的指令...

特殊断点

X仿真CPU周期后破裂：

 (gdb) monitor breakCycles 1000

在模拟程序结束时中断：

 (gdb) monitor breakStop

调试时#refreshing屏幕或缓冲区

 (gdb) monitor vbuffer refresh

为了在GDB上获得令人愉悦且富有成效的经验，强烈建议使用SEEGRDB客户。

逆向工程过程

混凝土示例与冷冻沙丘在这里。

首先运行您的程序，并确保在Spice86中一切正常。如果您遇到问题，可能是由于未完成的硬件 / DOS / BIOS功能所致。

当Spice86退出时，它应将数据转储到当前文件夹或Env变量指定的文件夹中

使用Spice86-Ghidra-Plugin打开Ghidra的数据并生成代码。您可以通过Spice86-Dotnet-Templates生成的模板项目中导入生成的文件：

 dotnet new spice86.project

用C＃代码覆盖模拟代码

您可以提供自己的C＃代码来覆盖程序原始装配代码。

定义覆盖

Spice86可以输入Spice86.core.emulator.function.ioverridesupplier的输入实例，该实例在函数的内存地址与其C＃覆盖之间构建映射。

为了完整的示例，您可以检查低温的源代码。

这是一个简单的示例，说明它的外观：

 namespace My . Program ;

// This class is responsible for providing the overrides to spice86.
// There is only one per program you reimplement.
public class MyProgramOverrideSupplier : IOverrideSupplier {
  public IDictionary < SegmentedAddress , FunctionInformation > GenerateFunctionInformations ( int programStartSegment ,
                                                                                 Machine machine ) {
    Dictionary < SegmentedAddress , FunctionInformation > res = new ( ) ;
    // In more complex examples, overrides may call each other
    new MyOverrides ( res , programStartSegment , machine ) ;
    return res ;
  }

  public override string ToString ( ) {
    return "Overrides My program exe. class is " + GetType ( ) . FullName ;
  }
}

// This class contains the actual overrides. As the project grows, you will probably need to split the reverse engineered code in several classes.
public class MyOverrides : CSharpOverrideHelper {
  private MyOverridesGlobalsOnDs globalsOnDs ;

  public MyOverrides ( IDictionary < SegmentedAddress , FunctionInformation > functionInformations , int segment , Machine machine ) {
    // "myOverides" is a prefix that will be appended to all the function names defined in this class
    base ( functionInformations , "myOverides" , machine ) ;
    globalsOnDs = new MyOverridesGlobalsOnDs ( machine ) ;
    // incUnknown47A8_0x1ED_0xA1E8_0xC0B8 will get executed instead of the assembly code when a call to 1ED:A1E8 is performed.
    // Also when dumping functions, the name myOverides.incUnknown47A8 or instead of unknown
    // Note: the segment is provided in parameter as spice86 can load executables in different places depending on the configuration
    DefineFunction ( segment , 0xA1E8 , "incDialogueCount47A8" , IncDialogueCount47A8_0x1ED_0xA1E8_0xC0B8 ) ;
    DefineFunction ( segment , 0x0100 , "addOneToAX" , AddOneToAX_0x1ED_0x100_0x1FD0 ) ;
  }

  public Action IncDialogueCount47A8_0x1ED_0xA1E8_0xC0B8 ( ) {
    // Accessing the memory via accessors
    globalsOnDs . SetDialogueCount47A8 ( globalsOnDs . GetDialogueCount47A8 ( ) + 1 ) ;
    // Depends on the actual return instruction performed by the function, needed to be called from the emulated code as
    // some programs like to mess with the stack ...
    return NearRet ( ) ;
  }

  private Action AddOneToAX_0x1ED_0x100_0x1FD0 ( ) {
    // Assembly for this would be
    // INC AX
    // RETF
    // Note that you can access the whole emulator to change the state in the overrides.
    state . AX ++ ;
    return NearRet ( ) ;
  }
}

// Memory accesses can be encapsulated into classes like this to give names to addresses and make the code shorter.
public class MyOverridesGlobalsOnDs : MemoryBasedDataStructureWithDsBaseAddress {
  public DialoguesGlobalsOnDs ( Machine machine ) {
    base ( machine ) ;
  }

  public void SetDialogueCount47A8 ( int value ) {
    this . SetUint8 ( 0x47A8 , value ) ;
  }

  public int GetDialogueCount47A8 ( ) {
    return this . GetUint8 ( 0x47A8 ) ;
  }
}

请记住：您必须告诉Spice86在调试项目时，使用命令行参数“ - usecodeoverride true”使用汇编代码覆盖。

与您的DOS程序的强制性路径一起，通过-Exepath参数。

调试器

Spice86带有内置调试器，可用于调试模拟程序。这是一个简单的调试器，可让您检查内存，拆卸，寄存器和堆栈。

结构查看器

结构查看器允许您以结构化的方式检查内存。将内存视为结构很有用，例如DOS PSP，DOS MCB，VGA寄存器等。

首先，您需要一个C标头文件，以描述应用程序中的结构。您可以使用Ghidra或Ida生成一个。然后，您可以使用--StructureFile命令行加载它。这将在调试器的“内存”选项卡中启用“结构视图”按钮。

在那里您输入一个段：偏移地址，然后选择要查看的结构。该结构将显示在树视图中，并在十六进制视图中显示内存。

每当暂停应用程序时，显示屏会更新，因此您可以逐步浏览程序并查看结构的变化。从Ghidra或IDA导出新的C标头文件还将通过实时更新结构查看器。

您还可以通过在“内存”选项卡中选择一系列字节并右键单击它来输入结构视图。

杂项

C盘

可以使用选项- 驱动器为模拟DOS函数提供c：驱动器。默认值是当前文件夹。对于某些游戏，您可能需要将C驱动器设置为游戏文件夹。

模拟程序论点

您可以将参数（最大127个字符！）传递给带有选项的模拟程序。默认值为空。

时间

PC的模拟计时器硬件（Intel 8259）支持两者的测量时间：

真正的时间。速度可以使用参数-timultiplier更改。
执行模拟CPU的指令数量。这是用参数- Instructionspersecond激活的行为，并在GDB模式下被迫被迫，因此您可以在不触发计时器触发的情况下放心地调试。

屏幕刷新

屏幕每秒刷新30次，每次检测到VGA回溯等待（请参阅Renderer.cs）。

模拟器功能

中央处理器：

仅支持16位指令，内存大小为1MB
实施了大多数32位指令，但目前尚未通过集成测试验证。
唯一支持的寻址模式是真实模式。 286/386受保护模式和相关指令未实施。
指令集已（希望是！）为8086实现，并通过自动测试进行了验证。
对于80186，丢失了绑定的指令。
对于80286，未实施与受保护模式有关的说明
对于80386，未实现受保护模式。
没有实施用于FPU检测的FPU指令。

记忆：

实现了分段的地址。
支持A20门。
可以使用助手，以将分段地址转换为物理地址，反之亦然。
EMS（扩展的内存）3.2部分实现。
XMS（扩展内存）未实现。
X86分页（虚拟内存）未实现。

图形：

实现了文本模式，VGA，EGA和CGA。

DOS：

实施了INT 21的一部分。暂时将自己视为DOS 5.0。

输入：

键盘
老鼠
现在没有操纵杆

CD-ROM：

目前没有MSCDEX支持。一些游戏，例如沙丘，可以完全从CD中复制并从硬盘驱动器中运行。

声音：

在 *nix系统上，您需要安装libportaudio。没有它，就不会有声音。

PC扬声器已实现。
支持Adlib/Soundblaster Midi OPL。
支持Soundblaster PCM。
支持MT-32。但是，不是在MacOS上，因为该平台缺少Munt的静态版本。（欢迎PR！）
MIDI将军得到了支持。

兼容性列表可在此处提供。

如何在机器上构建

安装.NET 8 SDK（一次）
克隆仓库
在Spice86.sln所在的位置运行此处：

   dotnet build

如何运行

   Spice86 -e < path to executable >

或在spice86.csproj的位置使用此信息：

   dotnet run -e < path to executable >

Ghidra插件

这使用Ghidra和Java 17。

在使用它之前，定义一个名为Spice86_dumps_folder指向Spice86转储所在的文件夹的环境变量。它们是在退出时生成的。

一般程序，按顺序：

。

2.Ghidra的自动分析（仅启用“分解入口点”）

3.现在，您可以使用插件。

请记住：如果Ghidra显示子例程，请使用“ F”键将其转换为功能。代码生成器仅适用于函数。

另外，如果您有任何奇怪的行为，请确保您有Java 17和Java 17。这就是Ghidra喜欢的方式。

一些屏幕截图

冷冻沙丘：

UI由Avalonia UI提供动力。

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附加信息

版本 1.0.0
类型其他类别
更新时间 2025-03-19
大小 5.67MB
来自于 Github

Spice86