アセンブラでのスタック領域の確保のされ方について

知りたいこと

x86-64で、スタックフレームの確保され方を知りたいです。

x86-64 gcc8.1で以下のコードをコンパイルします。
コンパイルオプションは-O0(最適化なし)をつけています。

c
1#include <stdio.h>
2#include <string.h>
3void vuln(char *pass){
4  char buf[50];
5  strcpy(buf, pass);
6}
7
8int main(int argc, char** argv){
9  vuln(argv[1]);
10  return 0;
11}

ディスアセンブルした結果が以下になります。

vuln:
  push rbp
  mov rbp, rsp
  sub rsp, 80
  mov QWORD PTR [rbp-72], rdi
  mov rdx, QWORD PTR [rbp-72]
  lea rax, [rbp-64]
  mov rsi, rdx
  mov rdi, rax
  call strcpy
  nop
  leave
  ret
main:
  push rbp
  mov rbp, rsp
  sub rsp, 16
  mov DWORD PTR [rbp-4], edi
  mov QWORD PTR [rbp-16], rsi
  mov rax, QWORD PTR [rbp-16]
  add rax, 8
  mov rax, QWORD PTR [rax]
  mov rdi, rax
  call vuln
  mov eax, 0
  leave
  ret

この時、関数vulnではスタックフレームは80バイト分確保されていることがわかります。

vuln:
  push rbp
  mov rbp, rsp
  sub rsp, 80　←　ここ

元のCのコードでは、buf[50]と記載されている通り、バッファは50バイト分しか確保していません。

スタックフレームの確保のされ方のルールをご教授ください。
または、そのルールが記載されているドキュメントがございましたら、ご教授いただけると幸いです。

行動規範の内容に同意します

回答4件

ベストアンサー

呼び出し規約、でぐぐってみよう。
おはなしはそれから。

投稿2020/09/03 14:10

y_waiwai

総合スコア87774

k-taguchi

2020/09/03 14:21

ありがとうございます。どうぐぐったらいいかもわからなかったので、指針を決めることができました。まずは、教えていただいたワードでぐぐって勉強します！

行動規範の内容に同意します

最新のx86_64アーキテクチャにやGCCに詳しい訳ではないですが、一般的にCのコンパイラが出力するコードをアセンブラに落とすと、この様なバウンダリー調節みたいなコードが良く出力されます。有名どころでは構造体のメンバーがキッチリ詰まらないで、4や8の倍数位置に配置されることがあります。

今回ご提示のコードでは何らかの理由で16の倍数の大きさにする必要があったのだと思います。最近のCPUではメモリアクセス効率だけでは無く、キャッシュラインの割り当て（ヒット効率）を気にする必要があるのかも知れません。

と思って一応ぐぐったらば、一発でこんな記述がでました。コレが理由知れません。

https://ja.wikipedia.org/wiki/X64

AMD64には、元々はCMPXCHG16B命令はなかった。この命令は16バイト(128ビット)のメモリ領域を複数のCPUコアで排他的に共有することに使用される。この命令はWindowsで16TB以上の仮想メモリを使うために必要である。

投稿2020/09/03 14:43

ahidaka

総合スコア391

k-taguchi

2020/09/03 15:26

情報ありがとうございます！一読させていただきます！

行動規範の内容に同意します

bufのサイズを変えてどうなるか見てみました。

sh
1for i in {0..60..2}
2do
3    cat > aa.c <<-EOF
4        #include <stdio.h>
5        #include <string.h>
6        void vuln(char *pass){
7          char buf[$i];
8          strcpy(buf, pass);
9        }
10
11        int main(int argc, char** argv){
12          vuln(argv[1]);
13          return 0;
14        }
15    EOF
16    gcc -O0 -S aa.c
17    echo $i `grep subq aa.s | head -1`
18done

↓

plain
10 subq $16, %rsp
22 subq $32, %rsp
34 subq $32, %rsp
46 subq $32, %rsp
58 subq $32, %rsp
610 subq $32, %rsp
712 subq $32, %rsp
814 subq $32, %rsp
916 subq $32, %rsp
1018 subq $48, %rsp
1120 subq $48, %rsp
1222 subq $48, %rsp
1324 subq $48, %rsp
1426 subq $48, %rsp
1528 subq $48, %rsp
1630 subq $48, %rsp
1732 subq $48, %rsp
1834 subq $64, %rsp
1936 subq $64, %rsp
2038 subq $64, %rsp
2140 subq $64, %rsp
2242 subq $64, %rsp
2344 subq $64, %rsp
2446 subq $64, %rsp
2548 subq $64, %rsp
2650 subq $80, %rsp
2752 subq $80, %rsp
2854 subq $80, %rsp
2956 subq $80, %rsp
3058 subq $80, %rsp
3160 subq $80, %rsp