以编程方式在 MSVC 和 Clang 上设置堆栈指针

Posted 2023-02-22

【中文标题】以编程方式在 MSVC 和 Clang 上设置堆栈指针

【英文标题】：Programmatically setting the stack pointer on MSVC and Clang

【发布时间】：2018-08-28 09:32:59

【问题描述】：

是否可以在不通过 asm 的情况下手动将 ESP 设置为存储在 MSVC 和 Clang 上的变量中的地址？

【问题讨论】：

为什么？但是对于初学者来说，C 或 C++ 作为语言没有“堆栈”，它是实现细节。

@hyde msvc++ 和 clang++ 中都存在的实现细节。

不，你不能。堆栈由实现管理。您可以使用setjmp 和longjmp。

【参考方案1】：

如果没有 ASM，我怀疑这是可能的。至少在基于 Linux 的操作系统上，libc 实现或内核设置是初始堆栈。我认为在 Windows 上，Loader 的工作是根据 PE 标头中的信息设置堆栈。您可以编写自己的 Loader，根据需要设置堆栈，但它更复杂。

如果你想操作堆栈，你必须覆盖堆栈指针和帧指针。

这是我为您编写的示例程序：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#ifdef __linux__
#include <sys/mman.h>
#endif
#ifdef _WIN32
#include <windows.h>
#endif
#define NEW_STACK_SIZE 1024
int fn_newstack(int arg0, void *arg1, const char *arg2) 
    /* let's test the new stack */
    int stack_var = 0xcafecafe;
    printf("subroutine: 0x%X, %d, %p, '%s'\n", stack_var, arg0, arg1, arg2);
    arg0 = 0;
    arg1 = NULL;
    arg2 = NULL;
    return 0x66;

int main(void) 
    
        int some_stack_var = 0xdeadbeef;
        printf("(OLD-)Stack var: 0x%X (%p)\n", some_stack_var, &some_stack_var);
    

    /* grab some memory for the new stack */
#ifdef __linux__
    unsigned long *newstack = (unsigned long *)
        mmap(NULL, NEW_STACK_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, 0, 0);
#elif _WIN32
    unsigned long *newstack;
    
        HANDLE fHandle = CreateFileMapping(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL,
            PAGE_READWRITE | SEC_COMMIT, 0, NEW_STACK_SIZE, NULL);
        newstack = MapViewOfFile(fHandle, FILE_MAP_READ | FILE_MAP_WRITE, 0, 0,
            NEW_STACK_SIZE);
        CloseHandle(fHandle);
    
#else
#error "Whaaaaaat?"
#endif
    /* Stack grows backwards. */
    newstack += NEW_STACK_SIZE; /* 1024 bytes available for the new stack */
    printf("New Stackptr: %p\n", newstack);
    /* 
     * Set new stack ptr and create a new stack frame.
     */
    asm __volatile__("mov %%rsp,%%rbx;\n\t"
                    "mov %0,%%rsp;\n\t"
                    "push %%rbx;\n\t" /* save old stack ptr */
                    "push %%rbp;\n\t" /* save old frame ptr */
                    "mov %%rsp,%%rbp;\n\t"
                    /* 
                     * It seems like Linux GCC, MingW GCC and Clang uses a different stack alignment.
                     * GCC Linux: 0x40 , GCC MingW: 0x70 , Clang Linux: 0x80
                     */
                    "sub $0x80,%%rsp" : : "r"(newstack) : "rbx");
    /* after this point all "old" variable can not be used directly */

    
        int some_stack_var = 0xdeadc0de;
        char text[] = "subroutine with a brand new stack";
        printf("(NEW-)Stack var #2: 0x%X (%p), '%s'\n", some_stack_var, &some_stack_var, text);
        printf("fn_newstack returned: 0x%X\n",
            fn_newstack(1, &some_stack_var, text));
    

    /* restore old stack ptr */
    asm __volatile__("mov %%rbp,%%rsp;\n\t"
                    "pop %%rbp;\n\t"
                    "pop %%rsp" : : );

    return 0;

请记住：这是一种快速而肮脏的解决方案，并非旨在在安全稳定的环境中工作。

编译使用：

x86_64 GCC 6.3.0 和 glibc-2.25 x86_64 GCC 6.3.0 和 musl-master x86_64 Clang 5.0 与 glibc-2.25 x86_64-w64-mingw32

测试日期：

Debian 稳定版 wine-1.8.7

/* FIXME：对不起，我目前无法访问 MSVC 编译器。 */