了解局部变量所在的堆栈布局

时间:2013-05-24 19:22:08

标签: gdb stack

我有以下代码:

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
char *MASTER_PASSWORD = "password";

bool login(char * password){
  bool is_logged_in=false;
  char buf[8];
  strcpy(buf,password);
  if(strcmp(buf, MASTER_PASSWORD)==0){
     is_logged_in=true;
  }
  return is_logged_in;
}

int main(int argc, char *argv[]){
  if(argc <2)    
  {
    printf("Syntax: %s <input string>\n", argv[0]);
    exit (0);
  }

  if(login(argv[1]))
    printf("you are authorized");

  return 0;
}

我正在使用gdb来调试它,我需要知道is_logged_in的值在堆栈中的保存位置。我怎么能这样做?

1 个答案:

答案 0 :(得分:12)

除非你获取局部变量(&is_logged_in)的地址,否则优化编译器通常不会将它们存储在堆栈中。您可以在gdb中使用 info scope 来查看:

$ gcc -Os -g3 stack-layout.c -o stack-layout
$ gdb -q stack-layout
(gdb) info scope login

会显示:

Scope for login:
<...>
Symbol is_logged_in is multi-location:
  Range 0x40064c-0x40066e: the constant 0
  Range 0x40066e-0x400673: a complex DWARF expression:
     0: DW_OP_breg0 0 [$rax]
     2: DW_OP_const1u 32
     4: DW_OP_shl
     5: DW_OP_lit0
     6: DW_OP_eq
     7: DW_OP_stack_value

, length 1.
<...>

即使您不熟悉x86-64程序集,也请在此处与我联系。反汇编登录()给出:

8   bool login(char * password){
   0x000000000040064c <+0>:     sub    $0x18,%rsp
   0x0000000000400650 <+4>:     mov    %rdi,%rsi

9     bool is_logged_in=false;
10    char buf[8];
11    strcpy(buf,password);
   0x0000000000400653 <+7>:     lea    0x8(%rsp),%rdi
   0x0000000000400658 <+12>:    callq  0x4004c0 <strcpy@plt>

12    if(strcmp(buf, MASTER_PASSWORD)==0){
   0x000000000040065d <+17>:    mov    0x2009ec(%rip),%rsi        # 0x601050 <MASTER_PASSWORD>
   0x0000000000400664 <+24>:    lea    0x8(%rsp),%rdi
   0x0000000000400669 <+29>:    callq  0x4004f0 <strcmp@plt>
   0x000000000040066e <+34>:    test   %eax,%eax
   0x0000000000400670 <+36>:    sete   %al

13       is_logged_in=true;
14    }
15  
16    return is_logged_in;
17  }
   0x0000000000400673 <+39>:    add    $0x18,%rsp
   0x0000000000400677 <+43>:    retq

gdb info scope is_logged_in

的评价
  • 0x40064c 0x40066e 之间,即在函数开始和 strcmp()的调用之间, is_logged_in 具有常数值0。
  • 0x40066e 0x400673 之间,即在调用 strcmp()之后直到函数结束,的值is_logged_in 可以通过以下方式计算:
    • 读取存储来自 strcmp() RAX
    • 的返回值的64位寄存器
    • 左移32位
    • 将结果与0进行比较。如果相等比较为真,则 is_logged_in 的值为1,否则为0。

此时有人可能会争辩说,如果我们使用较低的优化级别进行编译, is_logged_in 的分配会有所不同,但我的观点是局部变量只是保证是在堆栈上,如果你采用他们的地址,并使用该地址做一些编译器不会优化的地址。在这种情况下,如果您想更改 is_logged_in 的值,最好更改 strcmp()返回的值,即更改 RAX strcmp()之后返回。

如果在堆栈上分配了 is_logged_in p&amp; is_logged_in 会在GDB中打印其地址。如果它不在堆栈上,你会收到类似

的错误
(gdb) p &is_logged_in
Can't take address of "is_logged_in" which isn't an lvalue.

DWARF调试信息格式(包括其堆栈机器操作)记录在dwarfstd.org