汇编 x86 brk() 调用使用

Question

我正在尝试将内存动态分配到堆中，然后在这些内存地址中分配值。我了解如何分配内存，但是我如何将例如寄存器中的值分配给第一个动态内存地址？ 这是我目前所拥有的：

    push rbp
    mov rbp, rsp            ;initialize an empy stack to create activation records for the rest of the subroutines                                                                                                                        

    mov rax, 0x2d           ;linux system call for brk()                                                                                                                                                                                  
    mov rbx, 0x0            ;to get the adress of the first adress we are allocating we must have 0 in rbx                                                                                                                                
    int 0x80                ;calls the linux operating system kernel for assistance                                                                                                                                                       
    mov [brk_firstLocation], rax ;the first position in the heap will be returned in rax thus i save the first loaction in a varable called brk_firstLocation                                                                             

    mov rbx, rax            ;the memory adress of the start of the heap is moved in rbx                                                                                                                                                   
    add rbx, 0x14           ;we want 5 bytes worth of data alocated in the heap, so the start adress plus 20 bits                                                                                                                         
    mov rax, 0x2d           ;linux system call for brk()                                                                                                                                                                                  
    int 0x80                ;calls the linux operating system kernel for assistance

我会怎么做，例如，将mov 中的值rax 转换为brk_firstLocation

Answer 1

其他人指出了您的代码有一些问题。我想补充一点，您不会将 20 bits 添加到当前断点（或者像 add rbx, 20 实际上那样添加 20 bytes），您只需添加 5 个字节。

另外，你的第一个系统调用参数不会在 rbx 中，它会在 rdi 中。 The 64-bit syscall ABI 与 32 位 ABI（在 64 位进程中仍然可用）相比，使用不同的系统调用号、不同的寄存器和不同的指令（syscall 而不是 int 0x80）。另请参阅 x86 标签 wiki 以获取更多 ABI 链接。

您的代码应如下所示：

push rbp
mov rbp, rsp

;; sys_brk(0)
mov   rax, 12         ; 12 is SYS_brk (/usr/include/asm/unistd_64.h)
mov   rdi, 0          ; rdi for first syscall arg in the 64-bit ABI, not rbx
syscall               ; syscall, not int 0x80, for the 64-bit ABI

mov   qword [brk_firstLocation], rax

;; sys_brk(old_break + 5)
lea   rdi, [rax + 5]  ; add 5 bytes to the break point
mov   rax, 12
syscall               ; set the new breakpoint

---

此时，您可以使用 brk_firstLocation 作为指向要存储在堆上的任何 5 字节结构的指针。以下是您将值放入该内存空间的方式：

mov   rdi, [brk_firstLocation]   ; load the pointer from memory, if you didn't already have it in a register

mov   byte [rdi], 'A'            ; a char in the first byte
mov   [rdi+1], ecx               ; a 32-bit value in the last 4 bytes.

Answer 2

int 80h 仅适用于 32 位系统调用。使用syscall 代替 64 位。

调用 sys_brk 两次是多余的 - 在汇编中，您始终知道程序数据的结束位置。只需将标签放在那里，您就会得到地址。

以这种方式分配少于一页的内存是没有意义的，无论如何都会以 4KB 的块分配。

理解这一点很重要——sys_brk 不是堆管理函数。它是低级内存管理。

Answer 3

我看到了很多问题：

• 0x2d 是 x86（32 位）上的 brk 系统调用；在 x86_64 上是 0xc
• brk 设置数据段的结尾；它在成功时返回 0，在失败时返回 -1。它不返回“堆中的第一个位置”。这来自链接器设置为未初始化的预分配数据末尾的符号 _end。

所以你想要这样的东西：

    mov [brk_firstloaction], _end
    mov rbx, [brk_firstlocation]
    add rbx, 0x14         ; space for 5 dwords (20 bytes)
    mov rax, 12
    int 0x80

Answer 4

正如您所做的那样，调用一次以检索当前的堆底部，然后移动堆顶部（即 brk 值）。但是，您的代码在使用 64 位寄存器集 r.x 时不正确。如果您的 Linux 是 32 位的（正如系统调用号使用 45 所暗示的那样），那么您需要设置 32 位寄存器：

mov eax, 45                            ; brk                                                                                                                                                                                  
mov ebx, 0                             ; arg 1: 0 = fail returning brk value in rax                                                                                                                               
int 0x80                               ; syscall
mov dword ptr [brk_firstLocation], rax ; save result
mov eax, 45                            ; brk                                                                                                                                                                                  
mov ebx, 4                             ; arg 1: allocate 4 bytes for a 32-bit int                                                                                                                                
int 0x80                               ; syscall

mov eax, dword ptr [brk_firstLocation] ; reload rax with allocated memory address.
mov dword ptr [eax], 42 ; use result: store 42 in newly allocated storage

当然，您可以根据需要重新加载保存的值以多次重复使用。