引言
csetjmp 是 C++对 setjmp.h 头文件的封装,通过这个头文件提供的工具允许程序员通过提供执行跳转的方法来绕过正常的函数调用和返回规程,从而保留调用环境。其中定义了一些函数和宏定义来完成这项工作。
setjmp.h
代码参考:http://www.aospxref.com/android-13.0.0_r3/xref/bionic/libc/include/setjmp.h
变量定义 sigjmp_buf 和 jmp_buf
根据不同平台定义了不同的数组别名 sigjmp_buf 和 jmp_buf,其中保存的元素都是 long,sigjmp_buf 中的元素多 1 个。
45 #if defined(__aarch64__)
46 #define _JBLEN 32
47 #elif defined(__arm__)
48 #define _JBLEN 64
49 #elif defined(__i386__)
50 #define _JBLEN 10
51 #elif defined(__x86_64__)
52 #define _JBLEN 11
53 #endif
54
55 typedef long sigjmp_buf[_JBLEN + 1];
56 typedef long jmp_buf[_JBLEN];
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宏函数定义 setjmp
68 #define setjmp(__env) setjmp(__env)
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这里实际上调用的还是函数实现的 setjmp
函数定义
定义了 setjmp 和 longjmp 函数,sigsetjmp 和 siglongjmp 函数
62 int _setjmp(jmp_buf __env) __returns_twice;
63 __noreturn void _longjmp(jmp_buf __env, int __value);
64
65 int setjmp(jmp_buf __env) __returns_twice;
66 __noreturn void longjmp(jmp_buf __env, int __value);
67
68 #define setjmp(__env) setjmp(__env)
69
70 int sigsetjmp(sigjmp_buf __env, int __save_signal_mask);
71 __noreturn void siglongjmp(sigjmp_buf __env, int __value);
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setjmp 函数---保存函数调用环境
代码参考:http://www.aospxref.com/android-13.0.0_r3/xref/external/musl/src/setjmp/x86_64/setjmp.s可以看到 setjmp 函数入参为 jmp_buf 数组首地址,观察汇编代码,该入参存储在 rdi 中,依次将 rbx,rbp,r12,r13,r14,r15,rsp+8,(%rsp)位置上的值都保存到该数组中,即保存函数调用环境。setjmp 第一次返回 0,第二次(即被 longjmp 加载函数调用环境之后)返回值由 longjmp 的第二个输入参数决定。
1 /* Copyright 2011-2012 Nicholas J. Kain, licensed under standard MIT license */
2 .global __setjmp
3 .global _setjmp
4 .global setjmp
5 .type __setjmp,@function
6 .type _setjmp,@function
7 .type setjmp,@function
8 __setjmp:
9 _setjmp:
10 setjmp:
11 mov %rbx,(%rdi) /* rdi is jmp_buf, move registers onto it */
12 mov %rbp,8(%rdi)
13 mov %r12,16(%rdi)
14 mov %r13,24(%rdi)
15 mov %r14,32(%rdi)
16 mov %r15,40(%rdi)
17 lea 8(%rsp),%rdx /* this is our rsp WITHOUT current ret addr */
18 mov %rdx,48(%rdi)
19 mov (%rsp),%rdx /* save return addr ptr for new rip */
20 mov %rdx,56(%rdi)
21 xor %eax,%eax /* always return 0 */
22 ret
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longjump---加载函数调用环境
代码参考:http://www.aospxref.com/android-13.0.0_r3/xref/external/musl/src/setjmp/x86_64/longjmp.s可以看到,依次还原输入的 jmp_buf,然后跳转到之前保存的 rsp 地址中;注意,这里还对输入参数 int __value 做了处理,保存在 esi 中,如果不等于 0,则 eax=__value,如果等于 0 则 eax = 1.
1 /* Copyright 2011-2012 Nicholas J. Kain, licensed under standard MIT license */
2 .global _longjmp
3 .global longjmp
4 .type _longjmp,@function
5 .type longjmp,@function
6 _longjmp:
7 longjmp:
8 xor %eax,%eax
9 cmp $1,%esi /* CF = val ? 0 : 1 */
10 adc %esi,%eax /* eax = val + !val */
11 mov (%rdi),%rbx /* rdi is the jmp_buf, restore regs from it */
12 mov 8(%rdi),%rbp
13 mov 16(%rdi),%r12
14 mov 24(%rdi),%r13
15 mov 32(%rdi),%r14
16 mov 40(%rdi),%r15
17 mov 48(%rdi),%rsp
18 jmp *56(%rdi) /* goto saved address without altering rsp */
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有点类似于 goto 语句,又重新跳回某处执行,不过这里是将之前某处的指令执行现场保存下来,然后再加载执行。
sigsetjmp
代码参考:http://www.aospxref.com/android-13.0.0_r3/xref/external/musl/src/signal/x86_64/sigsetjmp.s入参是:int sigsetjmp(sigjmp_buf __env, int __save_signal_mask)
分别存储在 rdi 和 esi 中通过__save_signal_mask 判断,如果等于 0,就跳转到标号 1 的位置;否则就保存信息到 sigjmp_buf 数组中
1 .global sigsetjmp
2 .global __sigsetjmp
3 .type sigsetjmp,@function
4 .type __sigsetjmp,@function
5 sigsetjmp:
6 __sigsetjmp:
7 test %esi,%esi
8 jz 1f
9
10 popq 64(%rdi)
11 mov %rbx,72+8(%rdi)
12 mov %rdi,%rbx
13
14 call setjmp@PLT
15
16 pushq 64(%rbx)
17 mov %rbx,%rdi
18 mov %eax,%esi
19 mov 72+8(%rbx),%rbx
20
21 .hidden __sigsetjmp_tail
22 jmp __sigsetjmp_tail
23
24 1: jmp setjmp@PLT
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siglongjmp
代码参考:http://www.aospxref.com/android-13.0.0_r3/xref/external/musl/src/signal/siglongjmp.c借助 longjmp 进行实现
1 #include <setjmp.h>
2 #include <signal.h>
3 #include "syscall.h"
4 #include "pthread_impl.h"
5
6 _Noreturn void siglongjmp(sigjmp_buf buf, int ret)
7 {
8 longjmp(buf, ret);
9 }
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