assembly - 需要帮助验证汇编代码

Question

我有这个程序集，它编译得很好，但在恢复时出现段错误。有人可以验证一下吗？这是针对 x86_64 架构的

save_context:

mov     %rdi,%rax           /* Get our context pointer */
                            /* Don't need to save A */
mov     %rbx, 16(%rax)      /* Save B */
mov     %r12, 24(%rax)      /* Save r12 */
mov     %r13, 32(%rax)      /* Save r13 (8*3+16)*/
mov     %r14, 40(%rax)      /* Save r13 */
mov     %r15, 48(%rax)      /* Save r13 */

mov     %rbp, 56(%rax)      /* Save frame pointer */
mov     %rsp, 64(%rax)      /* Save stack pointer */

mov     (%rsp), %rdx        /* Fetch our return address */
mov     %rdx, (%rax)        /* Save our return address */

xor     %rax,%rax           /* Construct return code of 1 */
inc     %rax

ret

恢复是这样的

restore_context:

mov     %rdi,%rax       /* Get our context pointer */       

mov     64(%rax), %rsp  /* Restore stack pointer */ 

mov     (%rax), %rdx    /* Fetch our return address */  
mov     %rdx, (%rsp)    

mov     16(%rax),%rbx   /* Restore B */
mov     24(%rax), %r12  /* Restore r12 */   
mov     32(%rax), %r13  /* Restore r13 */   
mov     40(%rax), %r14  /* Restore r14 */
mov     48(%rax), %r15  /* Restore r15 */
mov     56(%rax), %rbp  /* Restore frame pointer */

xor     %rax,%rax       /* Return 0 */
ret

当我使用 gdb 调试函数时，我得到这个。在段错误之后。

   0x0000000000424c4c <+0>:     mov    %rdi,%rax
   0x0000000000424c4f <+3>:     mov    0x18(%rax),%rsp
   0x0000000000424c53 <+7>:     mov    (%rax),%rbx
=> 0x0000000000424c56 <+10>:    mov    %rbx,(%rsp)
   0x0000000000424c5a <+14>:    mov    0x10(%rax),%rbx
   0x0000000000424c5e <+18>:    mov    0x20(%rax),%rbp
   0x0000000000424c62 <+22>:    mov    0x28(%rax),%r12
   0x0000000000424c66 <+26>:    mov    0x30(%rax),%r13
   0x0000000000424c6a <+30>:    mov    0x38(%rax),%r14
   0x0000000000424c6e <+34>:    mov    0x40(%rax),%r15
   0x0000000000424c72 <+38>:    xor    %rax,%rax
   0x0000000000424c75 <+41>:    retq   
   0x0000000000424c76 <+42>:    nop
   0x0000000000424c77 <+43>:    nop

拆卸 save_context

  0x0000000000424c1c <+0>:     mov    %rdi,%rax
  0x0000000000424c1f <+3>:     mov    %rbx,0x10(%rax)
  0x0000000000424c23 <+7>:     mov    %rsp,0x18(%rax)
  0x0000000000424c27 <+11>:    mov    %rbp,0x20(%rax)
  0x0000000000424c2b <+15>:    mov    %r12,0x28(%rax)
  0x0000000000424c2f <+19>:    mov    %r13,0x30(%rax)
  0x0000000000424c33 <+23>:    mov    %r14,0x38(%rax)
  0x0000000000424c37 <+27>:    mov    %r15,0x40(%rax)
  0x0000000000424c3b <+31>:    mov    (%rsp),%rdx
  0x0000000000424c3f <+35>:    mov    %rdx,(%rax)
  0x0000000000424c42 <+38>:    xor    %rax,%rax
  0x0000000000424c45 <+41>:    inc    %rax
  0x0000000000424c48 <+44>:    retq   
  0x0000000000424c49 <+45>:    nopl   (%rax)

有关上下文的更多信息

保存上下文(上下文)上下文 = {4243415, 0, 0, 4242944, 140737488348624, 0, 0, 140737488348368, 140737488348312, 0}

恢复上下文(新上下文)new_context= {4249788, 0, 0, 0, 0, 0, 6719200, 6719184, 0, 0}

恢复上下文后失败。我尝试了保存上下文，然后恢复上下文。这样可行。只是检查 64 位的上下文和新上下文是否有问题？!？!

这里是32位版本

save_context:

movl    4(%esp),%eax        /* Get our context pointer */
                            /* Don't need to save A */
movl    %ebx, 12(%eax)      /* Save B */
movl    %esi, 16(%eax)      /* Save SI */
movl    %edi, 20(%eax)      /* Save DI */
movl    %ebp, 24(%eax)      /* Save frame pointer */
movl    %esp, 28(%eax)      /* Save stack pointer */

movl    0(%esp), %edx       /* Fetch our return address */
movl    %edx,  0(%eax)      /* Save our return address */

xorl    %eax,%eax           /* Construct return code of 1 */
incl    %eax
    ret

恢复上下文:

restore_context:
movl    4(%esp),%eax        /* Get our context pointer */

movl    28(%eax), %esp      /* Restore stack pointer */
movl    0(%eax),%edx        /* Get our return address */
movl    %edx, 0(%esp)       /* Put it on the stack in the right
                            spot. */

movl    12(%eax),%ebx       /* Restore B */

movl    16(%eax), %esi      /* Restore SI */
movl    20(%eax), %edi      /* Restore DI */
movl    24(%eax), %ebp      /* Restore frame pointer */

xorl    %eax,%eax       /* Return 0 */
    ret

知道如何解决这个问题吗？

Answer 1

首先，我将保存和恢复并排放置(并打乱恢复指令)，以便我可以查看偏移量是否有误。从这个角度来看，它看起来不错。

save_context:                restore_context:

mov     %rdi,%rax            mov     %rdi,%rax

mov     %rbx, 16(%rax)       mov     16(%rax),%rbx
mov     %r12, 24(%rax)       mov     24(%rax), %r12
mov     %r13, 32(%rax)       mov     32(%rax), %r13
mov     %r14, 64(%rax)       mov     64(%rax), %r14
mov     %r15, 48(%rax)       mov     48(%rax), %r15

mov     %rbp, 56(%rax)       mov     56(%rax), %rbp
mov     %rsp, 64(%rax)       mov     64(%rax), %rsp

mov     %rdx, (%rsp)         mov     (%rsp), %rdx
mov     %rdx, (%rax)         mov     (%rax), %rdx

xor     %rax,%rax            xor     %rax,%rax
inc     %rax

ret                          ret

到目前为止一切顺利。

但是，现在我想看看上述偏移量:

16
24
32
64   <-- why 64 here?
48
56
64   <-- Oops 64 again?

我认为这就是罪魁祸首。您将两个寄存器保存在同一地址。

现在奇怪的是，在 gdb 输出中它看起来是正确的。所以我猜你没有向我们展示你的原始来源。

为了避免此类问题，通常最好使用定义不同偏移量的定义指令来定义结构。

否则，您能多描述一下您的背景吗？这看起来不像是可以在操作系统上运行的代码，但您提到了 gdb，所以听起来您将在 Linux 中运行。我能想到两种可能性:您的上下文在恢复发生之前被覆盖，保存后的堆栈发生很大变化(我想)，当您恢复时，您最终会得到一个完全不同的堆栈，但您恢复了 %esp 现在就堆栈而言是“随机数据”。所以 ret 应该可以工作(你可以恢复那么多)，但在那之后......谁知道呢!

<小时/>

评论中问题的更新:

1) Yes i am running on linux because the 32version of this was working fine and I guessed so will this .. Am i wrong to assume that ??

啊。堆栈的管理方式可能不同，但如果您自己调用函数，那么这在这里应该不重要。你还修改了rdx，这可能是不允许的？

2) I see what you mean by context getting overwritten in the code somewhere. So I tried placing save and restore immediately after each other. Still it gives me segmentation fault which means something is wrong in my assembly code.

实际上，您的代码看起来像这样:

  MOV ..., %rdi
  CALL save
  TEST %rax
  JNE done
  [...do things, but no RET...]
  MOV ..., %rdi
  CALL restore
  ---not reached---
done:
  RET

当您从保存函数返回时，您保存的返回地址就在CALL save之后，这就是为什么您将%rax设置为0或1，以便您了解您是从保存还是恢复中返回。到目前为止，我没有发现任何问题。

我能想到的一件事是 %rdi 在保存和恢复调用之间发生变化，但如果您更改代码以仅执行这两个调用，我想情况并非如此。您的问题中指出的 => 是否是 SEGV？还是SEGV之前就上线了？

3) How to debug such errors ?

我将使用 stepi 进行跟踪并验证每条指令是否完全符合您的预期。查看保存的堆栈指针是您在恢复中返回的堆栈指针，并查看返回地址是否正确。

GDB 可用于在每次运行命令时打印一组条目。因此，如果您这样做，然后 stepi + 输入任意数量的时间，您应该会看到每个步骤的信息并查看何时出错。 (即打印 %rdi 处的寄存器和数据？)