分段错误使用C和程序集创建用户级线程

时间:2013-04-22 17:19:12

标签: c assembly

我试图通过一些任务来理解一些操作系统基础知识。我已经发布了一个类似的问题,得到了令人满意的答案。但这个略有不同,但我无法调试它。所以这就是我的工作:

我想要做的是启动一个主程序,malloc一个空格,将它用作堆栈来启动用户级线程。我的问题是返回地址。这是迄今为止的代码:

[我正在编辑我的代码,使其与我的答案的当前状态保持同步]

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>

#define STACK_SIZE 512

void switch_thread(int*,int*);

int k = 0;

void simple_function()
{
    printf("I am the function! k is: %d\n",k);
    exit(0);
}

void create_thread(void (*function)())
{   
   int* stack = malloc(STACK_SIZE + 32);
   stack = (int* )(((long)stack & (-1 << 4)) + 0x10);
   stack = (int* ) ((long)stack + STACK_SIZE); 
   *stack = (long) function;
   switch_thread(stack,stack);  
}

int main()
{
    create_thread(simple_function);
    assert(0);
    return 0;
}

switch_thread是我编写的汇编代码如下:

.text
    .globl  switch_thread
switch_thread:  
    movq    %rdi, %rsp
    movq    %rsi, %rbp
    ret

这个代码在GDB下运行得很好并且给出了预期的输出(即,将控制传递给simple_function并打印“我是函数!k是:0”。但是当单独运行时,这会产生分段错误.I对这个结果感到困惑。

任何帮助将不胜感激。提前致谢。

2 个答案:

答案 0 :(得分:7)

您的代码有两个问题:

  1. 除非你的线程实际上在正确的程序(或嵌套的程序)中,否则就没有“基指针”这样的东西。这使得%rbp的值无关紧要,因为线程在初始化时不在特定过程内。

  2. 与您的想法相反,当执行ret指令时,%rsp所指的值将成为程序计数器的新值。这意味着,*(base_pointer + 1)代替*(base_pointer),在执行时会咨询void switch_thread(int* stack_pointer,int* entry_point); void create_thread(void (*function)()) { int* stack_pointer = malloc(STACK_SIZE + 8); stack_pointer += STACK_SIZE; //you'd probably want to back up the original allocated address if you intend to free it later for any reason. switch_thread(stack_pointer,function); } 。同样,%rbp的值与此无关。

  3. 您的代码(进行最少的修改以使其运行)应如下所示:

        .text
        .globl  switch_thread
    switch_thread:
        mov     %rsp, %rax //move the original stack pointer to a scratch register
        mov     %rdi, %rsp //set stack pointer
        push    %rax       //back-up the original stack pointer
        call    %rsi       //call the function
        pop     %rsp       //restore the original stack pointer
        ret                //return to create_thread
    

    您的switch_thread例程应如下所示:

    {{1}}

    仅供参考:如果你自己初始化一个帖子,我建议你先创建一个适当的蹦床作为一个线程入口点(例如ntdll的RtlUserThreadStart)。这将使事情变得更加清晰,特别是如果你想让你的程序多线程并且还将任何参数传递给启动例程。

答案 1 :(得分:0)

base_pointer需要适当地对齐以存储void (*)()值,否则您将处理未定义的行为。我认为你的意思是这样的:

void create_thread(void (*function)())
{
    size_t offset = STACK_SIZE + sizeof function - STACK_SIZE % sizeof function;
    char *stack_pointer = malloc(offset + sizeof *base_pointer);
    void (**base_pointer)() = stack_pointer + offset;
    *base_pointer = function;
    switch_thread(stack_pointer,base_pointer);      
}

没有必要投射malloc。将指针转换为整数类型或指向对象指针类型的函数指针通常是个坏主意。

我知道这是所有便携式C的挑剔建议,但它确实有助于在可移植代码中编写尽可能多的软件,而不是依赖于未定义的行为。