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c - 如何从 C 中的堆栈指针获取返回地址？

问题描述

对不起，我的 C 有点生锈了。

我想仅使用堆栈指针的地址来获取返回地址作为练习。我知道我可以使用该__builtin_return_address函数直接获取返回地址，但我想使用堆栈指针手动完成。

现在我只有指向返回地址的指针的地址，但我想获得实际地址。

void a() {
    void *sp = __builtin_frame_address(0);
    printf("%p\n", (*(&sp) + 0x8));
}

int main() {
    a();
}

标签： c

解决方案

来自此扩展的GNU 文档：

6.51 获取函数的返回或帧地址

这些函数可用于获取有关函数调用者的信息。

内置功能：void * __builtin_return_address (unsigned int level)

此函数返回当前函数或其调用者之一的返回地址。level 参数是向上扫描调用堆栈的帧数。一个值0产生当前函数的返回地址，一个值1产生当前函数调用者的返回地址，等等。内联时的预期行为是函数返回返回的函数的地址。要解决此问题，请使用noinline函数属性。

level 参数必须是一个常量整数。

在某些机器上，可能无法确定除当前函数之外的任何函数的返回地址；在这种情况下，或者当到达栈顶时，这个函数返回一个未指定的值。此外，__builtin_frame_address可用于确定是否已到达堆栈顶部。

可能需要对返回值进行额外的后处理，请参阅__builtin_extract_return_addr。

返回地址在内存中的存储表示可能与返回的地址不同__builtin_return_address。例如，在 AArch64 上，存储的地址可能会被返回地址签名破坏，而返回的地址__builtin_return_address则不会。

使用非零参数调用此函数可能会产生不可预知的影响，包括使调用程序崩溃。结果，当该-Wframe-address选项有效时，诊断出被视为不安全的呼叫。此类调用仅应在调试情况下进行。

在代码地址可表示为的目标上void *，

void *addr = __builtin_extract_return_addr(__builtin_return_address(0)); 给出当前函数将返回的代码地址。例如，这样的地址可以与 dladdr 或其他使用代码地址的接口一起使用。

内置功能：void * __builtin_extract_return_addr(void *addr)

返回的地址__builtin_return_address可能必须通过此函数提供才能获得实际的编码地址。例如，在 31 位 S/390 平台上，最高位必须被屏蔽，或者在 SPARC 平台上，必须添加偏移量才能执行真正的下一条指令。

如果不需要修复，此函数只需通过addr.

内置功能：void * __builtin_frob_return_addr(void *addr)

此函数与__builtin_extract_return_addr.

内置功能：void * __builtin_frame_address(unsigned int level)

该函数与 类似__builtin_return_address，但它返回的是函数帧的地址，而不是函数的返回地址。__builtin_frame_address使用 的值调用会0产生当前函数的帧地址，使用 的值会1产生当前函数的调用者的帧地址，依此类推。

框架是堆栈上保存局部变量和保存寄存器的区域。帧地址通常是函数压入堆栈的第一个字的地址。但是，确切的定义取决于处理器和调用约定。如果处理器有一个专用的帧指针寄存器，并且函数有一个帧，则__builtin_frame_address返回帧指针寄存器的值。

在某些机器上，可能无法确定除当前函数之外的任何函数的帧地址；在这种情况下，或者当到达堆栈顶部时，如果启动代码正确初始化了第一帧指针，则此函数返回 0。

使用非零参数调用此函数可能会产生不可预知的影响，包括使调用程序崩溃。结果，当该-Wframe-address选项有效时，诊断出被视为不安全的呼叫。此类调用仅应在调试情况下进行。

这是修改后的代码：

#include <stdio.h>

void a() {
    printf("return address: %p\n", __builtin_extract_return_addr(__builtin_return_address(0)));
}

int main() {
    a();
    return 0;
}

从帧地址获取返回地址并不总是可能的，并且是非常系统特定的，它还取决于函数调用约定。编译器在编译内置函数时会考虑这些因素__builtin_return_address，尝试从__builtin_frame_address.

如果您的目标是构建自省系统，您可能必须分别存储框架和返回地址。您将需要解析调试信息以尝试理解可通过这些指针访问的数据。

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