ARM程序集。 使用负偏移量存储和加载堆栈中的数据

Question

我们可以使用负地址偏移量来存储和加载堆栈中的数据，如下面的代码片段所示吗？ 从堆栈边界外部（ [sp, #-16]或[sp, #-20] ）的内存地址写入和读取数据是否安全？ 谢谢！

stmdb sp, { r4 - r6 }

mov r4, #255
str r4, [sp, #-16]

mov r3, #127
str r3, [sp, #-20]

ldr r4, [sp, #-20]

sub sp, #12
ldmia sp, { r4 - r6 }

Answer 1

这是ABI的问题，而不是架构或语言，所以最终它取决于运行环境和有效的ABI。

虽然您可以访问SP以下的地址，但是基本寄存器r13和负偏移的加载或存储是完全有效的指令，只有ABI指示您的数据是否安全，以及是否这样的访问保证不会首先出现段错误。 当前使用的大多数系统可能正在使用ARM EABI的一些变体，其程序调用标准称，作为“通用堆栈约束”的一部分：

进程只能访问（用于读取或写入）由[SP，stack-base-1]分隔的整个堆栈的闭合间隔（其中SP是寄存器r13的值）。

即虽然没有什么能够真正阻止你违反这一限制，但试试吧，所有的赌注都会被取消。

既然你提到了Android，它肯定是EABI（特别是GNU变体），那么最明显的问题就是Linux内核提供信号的方式。 如果您的进程恰好在str r3, [sp, #-20]之后立即发出信号，则信号处理程序可以使用进程堆栈运行，因此当（if）正常执行恢复时，SP本身将返回相同的值之前，谁知道ldr r4, [sp, #-20]实际上会加载什么。

请注意， 某些环境可能会对堆栈指针下方的内容提供某些额外的保证，如果您处于裸机场景或完全控制，那么您可以做任何您喜欢的事情，但通常情况下，除非您不知道然后假设答案是“不”。