将现有函数复制到内存缓冲区

Question

我正在尝试将一个函数加载到映射的内存缓冲区并稍后调用它,所以我做了一个测试用例来尝试:

auto func() -> void{
    asm(
        "nop;"
        "nop;"
        "nop;"
        "nop;"
    );
}

auto main(int argc, char *argv[]) -> int{
    void *exec_mem = mmap(nullptr, getpagesize(), PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
    // check errors here

    memcpy(exec_mem, reinterpret_cast<const void*>(func), 5); // size is known
    (reinterpret_cast<void(*)()>(exec_mem))(); // function call

    munmap(exec_mem, getpagesize());
}

哪个工作正常,但一旦我尝试做一些甚至微不足道的事情我就会得到一个段错误.

我试着像这样做一个简单的变量赋值:

int x;
auto func() -> void{
    x = 5;
}

现在我的函数调用segfaults.我已适当地更改了缓冲区大小,并确定正在将正确的内存写入缓冲区.

我在这里错过了哪些重要的信息？为什么我不能这样做？

PS请不要告诉我不安全的代码,这是一个简单的个人学习练习.

Answer 1

忽略这是明显的未定义行为这一事实，如果您对全局变量进行赋值，则生成的代码可能会使用相对寻址来引用某些体系结构上的变量。

也就是说，该函数期望其自身和 x 位于给定地址，如果移动它，事情就会崩溃。

这是我的 GCC 为您的测试函数生成的内容：

x:
        .zero   4
        .text
        .globl  _Z4funcv
        .type   _Z4funcv, @function
_Z4funcv:
.LFB2:
        .cfi_startproc
        pushq   %rbp
        .cfi_def_cfa_offset 16
        .cfi_offset 6, -16
        movq    %rsp, %rbp
        .cfi_def_cfa_register 6
        movl    $5, x(%rip)
        nop
        popq    %rbp
        .cfi_def_cfa 7, 8
        ret
        .cfi_endproc

请注意movl $5, x(%rip)，这意味着代码使用自己的地址（存储在 %rip 中）来计算 的位置x并将 5 存储在其中。

简而言之，没有简单的方法可以完成您想要做的事情，除非您确保您的函数仅具有与位置无关的代码。即便如此，这也只是自找麻烦。