使用 void(*)(void) 指针调用 void function(int) 并准备使用参数堆栈

Question

我有一个 void(*)(void) 函数指针指向一个实际上是 void f(int) 的函数。关键是，此时我还不知道它是一个什么样的函数，所以我不能简单地将它转换为void(*)(int)。我想我可以简单地用函数的参数准备堆栈。

#include <stdio.h>

void func(int x) {
    printf("%p : %d\n", &x, x);
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    int* ptr = &argc - 8;
    *ptr = -1;
    printf("%p : %d\n", ptr, *ptr);

    void (*f)(void) = (void(*)(void)) &func;
    f();

    return 0;
}

这个returns:

0x7ffd72ec204c : -1
0x7ffd72ec204c : 0

我希望这个 return -1 两次。但是，gcc 似乎添加了一些代码来在调用函数时清除堆栈，这就是 func() 显示 0 的原因。

是否有某种编译器标志可用于禁用它？

我正在使用 gcc (Debian 4.9.2-10) 4.9.2，但如果我可以让它在任何编译器中工作就足够了！我的名字是 Linux 3.16.0-4-amd64 #1 SMP Debian 3.16.7-ckt20-1+deb8u3 (2016-01-17) x86_64 GNU/Linux.

我读过有关 MUST_PASS_IN_STACK 的文章 - 这对我有帮助吗？如果是，我该如何使用？

我知道这不是特别好的做法。这只是一个理论练习。

Answer 1

你试图做的是未定义的行为。在标准 C 中，不可能在运行时构造具有任意参数类型的函数调用。您也不能假设变量最终出现在堆栈中的布局（如果有的话）。您甚至不能假设函数参数是在堆栈上传递的。

如果您想做这样的事情，请考虑研究像 libffi 这样的库，它通过为每个平台和每个操作系统实施不同的解决方案来做类似的事情。

Answer 2

您可以插入平台特定的汇编语言代码来完成您想要的。 请注意，它不可移植。

让我们看一下您的程序的两个稍微简化的版本：

版本 1（干净的代码）：

#include <stdio.h>

void func(int x) {
    printf("%p : %d\n", &x, x);
}

int main() {
   void (*f)(int) = &func;
   f(-2);
   return 0;
}

版本 2（hackish 代码）：

#include <stdio.h>

void func(int x) {
    printf("%p : %d\n", &x, x);
}

int main() {
   void (*f)(void) = (void (*)(void))&func;
   return 0;
}

您可以使用 gcc -S 为两个版本生成汇编代码。

我的环境中版本 1 的汇编代码：

    .file   "soc.c"
    .section .rdata,"dr"
.LC0:
    .ascii "%p : %d[=12=]"
    .text
    .globl  func
    .def    func;   .scl    2;  .type   32; .endef
    .seh_proc   func
func:
    pushq   %rbp
    .seh_pushreg    %rbp
    movq    %rsp, %rbp
    .seh_setframe   %rbp, 0
    subq    , %rsp
    .seh_stackalloc 32
    .seh_endprologue
    movl    %ecx, 16(%rbp)
    movl    16(%rbp), %eax
    movl    %eax, %r8d
    leaq    16(%rbp), %rdx
    leaq    .LC0(%rip), %rcx
    call    printf
    nop
    addq    , %rsp
    popq    %rbp
    ret
    .seh_endproc
    .def    __main; .scl    2;  .type   32; .endef
    .globl  main
    .def    main;   .scl    2;  .type   32; .endef
    .seh_proc   main
main:
    pushq   %rbp
    .seh_pushreg    %rbp
    movq    %rsp, %rbp
    .seh_setframe   %rbp, 0
    subq    , %rsp
    .seh_stackalloc 48
    .seh_endprologue
    call    __main
    leaq    func(%rip), %rax
    movq    %rax, -8(%rbp)
    movq    -8(%rbp), %rax
    movl    $-2, %ecx
    call    *%rax
    movl    [=12=], %eax
    addq    , %rsp
    popq    %rbp
    ret
    .seh_endproc
    .ident  "GCC: (GNU) 4.9.3"
    .def    printf; .scl    2;  .type   32; .endef

我的环境中版本 2 的汇编代码：

    .file   "soc.c"
    .section .rdata,"dr"
.LC0:
    .ascii "%p : %d[=13=]"
    .text
    .globl  func
    .def    func;   .scl    2;  .type   32; .endef
    .seh_proc   func
func:
    pushq   %rbp
    .seh_pushreg    %rbp
    movq    %rsp, %rbp
    .seh_setframe   %rbp, 0
    subq    , %rsp
    .seh_stackalloc 32
    .seh_endprologue
    movl    %ecx, 16(%rbp)
    movl    16(%rbp), %eax
    movl    %eax, %r8d
    leaq    16(%rbp), %rdx
    leaq    .LC0(%rip), %rcx
    call    printf
    nop
    addq    , %rsp
    popq    %rbp
    ret
    .seh_endproc
    .def    __main; .scl    2;  .type   32; .endef
    .globl  main
    .def    main;   .scl    2;  .type   32; .endef
    .seh_proc   main
main:
    pushq   %rbp
    .seh_pushreg    %rbp
    movq    %rsp, %rbp
    .seh_setframe   %rbp, 0
    subq    , %rsp
    .seh_stackalloc 48
    .seh_endprologue
    call    __main
    leaq    func(%rip), %rax
    movq    %rax, -8(%rbp)
    movq    -8(%rbp), %rax
    call    *%rax
    movl    [=13=], %eax
    addq    , %rsp
    popq    %rbp
    ret
    .seh_endproc
    .ident  "GCC: (GNU) 4.9.3"
    .def    printf; .scl    2;  .type   32; .endef

两个版本的汇编代码唯一的区别是第44行。

   movl    $-2, %ecx

如果您将相同的汇编代码注入到程序的第二个版本中：

#include <stdio.h>

void func(int x) {
    printf("%p : %d\n", &x, x);
}

int main() {
   void (*f)(void) = (void (*)(void))&func;
   __asm__("movl    $-2, %ecx");
   f();
   return 0;
}

编译器生成预期的汇编代码。当我运行上述程序时，我得到：

0x22cae0 : -2

这与您在该程序的第一个版本中看到的输出相同。

使用 void(*)(void) 指针调用 void function(int) 并准备使用参数堆栈

Calling a void function(int) with a void(*)(void) pointer and prepare stack yourself with arguments

c

stack

gcc

function-pointers

compiler-flags