c - 这种用于堆栈切换的内联汇编方法可以吗？

Question

对于某些函数，我需要切换堆栈，使原始堆栈保持不变。为此，我编写了两个宏，如下所示。

#define SAVE_STACK()    __asm__ __volatile__ ( "mov %%rsp, %0; mov %1, %%rsp" : \
"=m" (saved_sp) : "m" (temp_sp) );
#define RESTORE_STACK() __asm__ __volatile__ ( "mov %0, %%rsp" : \
"=m" (saved_sp) );

这里的temp_sp和saved_sp是线程局部变量。 temp_sp 指向我们使用的临时堆栈。对于一个我不想修改其原始堆栈的函数，我将 SAVE_STACK 放在开头，将 RESTORE_STACK 放在底部。例如，像这样。

int some_func(int param1, int param2)
{
 int a, b, r;
 SAVE_STACK();
 // Function Body here
 .....................
 RESTORE_STACK();
 return r;
}

现在我的问题是这种方法是否合适。在 x86(64 位)上，局部变量和参数通过 rbp 寄存器访问，并且 rsp 在函数序言中被相应地减去，直到在函数尾声中添加它时才被触及使其恢复到原来的值。因此，我认为这里没有问题。

我不确定这在存在上下文切换和信号的情况下是否正确。 (在 Linux 上)。此外，如果函数是内联的，或者是否应用了尾调用优化(使用 jmp 而不是 call )，我也不确定这是否正确。您认为这种方法有任何问题或副作用吗？

Answer 1

根据您上面显示的代码，我可以想到以下破损:

1. 在 x86/x64 上，如果 GCC 认为合适，它会用序言/结语“装饰”您的函数，您无法阻止它这样做(就像在 ARM 上一样，其中 __attribute__((__naked__ )) 在没有序言/结语的情况下强制创建代码，也就是没有堆栈框架设置)。
   这可能会在您切换堆栈之前分配堆栈/创建对堆栈内存位置的引用。更糟糕的是，如果再次由于编译器的选择，在切换堆栈之前将这样的地址放入非 volatile 寄存器中，它可能会别名到两个位置(您更改的与堆栈指针相关的位置和与其他寄存器相关的位置)那是一样的)。

2. 同样，在 x86/x64 上，ABI 建议对叶函数(“红色区域”)进行优化，其中未分配任何堆栈帧，但末尾“下方”的 128 字节堆栈可供函数使用。除非您的内存缓冲区考虑到这一点，否则可能会发生您未预料到的溢出。

3. 信号在备用堆栈上处理(请参阅 sigaltstack())，您自己进行堆栈切换可能会使您的代码无法从信号处理程序中调用。它肯定会使其不可重入，并且根据您检索“堆栈位置”的位置/方式也肯定会使其成为非线程安全的。

一般来说，如果您想在不同的堆栈上运行一段特定的代码，为什么不这样做:

• 在不同的线程中运行它(每个线程获得不同的堆栈)？
• 触发，例如SIGUSR1 并在信号处理程序中运行您的代码(您可以将其配置为使用不同的堆栈)？
• 通过 makecontext()/swapcontext() 运行它(参见联机帮助页中的示例)？

编辑:

既然你说“你想比较两个进程的内存”，那么同样有不同的方法，特别是外部进程跟踪 - 附加一个“调试器”(可以是一个进程你自己编写使用 ptrace() 来控制你想要监控的内容，并让它代表你跟踪的人处理例如断点/检查点，以执行你需要的验证)。这也会更加灵活，因为它不需要更改您检查的代码。