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Gnu Assembler (GAS) 中的 CFI 指令有什么用途?

每行之后似乎都有一个 .CFI 指令,并且这些指令的种类繁多,.cfi_startproc.cfi_endproc 等。more here

    .file   "temp.c"
    .text
.globl main
    .type   main, @function
main:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_offset 6, -16
    .cfi_def_cfa_register 6
    movl    $0, %eax
    leave
    ret
    .cfi_endproc
.LFE0:
    .size   main, .-main
.globl func
    .type   func, @function
func:
.LFB1:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_offset 6, -16
    .cfi_def_cfa_register 6
    movl    %edi, -4(%rbp)
    movl    %esi, %eax
    movb    %al, -8(%rbp)
    leave
    ret
    .cfi_endproc
.LFE1:
    .size   func, .-func
    .ident  "GCC: (Ubuntu 4.4.1-4ubuntu9) 4.4.1"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

我没有明白这些的目的。

GNU AS herecfi 指令说明
相关:How to remove “noise” from GCC/clang assembly output?,如果您只想要没有指令的指令。一个好的方法是将您的代码放在 gcc.godbolt.org 上,以查看各种编译器(包括非 x86)的各种版本的过滤后的 asm 输出,并通过颜色突出显示以匹配源代码行与 asm 块。

u
user202729

要禁用这些,请使用 gcc 选项

-fno-asynchronous-unwind-tables

-fno-dwarf2-cfi-asm 也可能需要。


可能还需要-fno-dwarf2-cfi-asm
如果您为人类可读的 asm 输出禁用它,请参阅 How to remove "noise" from GCC/clang assembly output? 了解其他有用的选项和技巧。
有趣的是,关于如何禁用它们的答案比那些描述它们是什么的答案得到了更多的支持:)
C
Community

我感觉它代表 Call Frame Information 并且是管理调用帧的 GNU AS 扩展。从 DeveloperWorks

在某些体系结构上,必须使用调用帧信息指令来管理异常处理。这些指令在程序集中用于指导异常处理。如果由于某种原因(例如代码库的可移植性),GCC 生成的异常处理信息不足,这些指令在 Linux on POWER 上可用。

看起来这些是在某些平台上根据异常处理的需要生成的。

如果您希望禁用这些,请参阅 David's answer


你也能谈谈.LFB0、.LFB1、.LFE0、.LFE1吗
@claws - 这些是编译器生成的标签(从 : 可以看出)。请参阅stackoverflow.com/a/15285058/4294399
n
namit

CFI 指令用于调试。它允许调试器展开堆栈。例如:如果过程 A 调用过程 B,过程 B 然后调用公共过程 C。过程 C 失败。您现在想知道谁实际呼叫了 C,然后您可能想知道谁呼叫了 B。

调试器可以通过使用堆栈指针 (%rsp) 并注册 %rbp 来展开此堆栈,但是它需要知道如何找到它们。这就是 CFI 指令的用武之地。

movq    %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register 6

所以这里的最后一行告诉它“调用帧地址”现在在寄存器 6 (%rbp)


但是我认为 cfi 的异常处理使用应该比调试更频繁。
实际上,CFA 代表“规范帧地址”。请参阅here
CFI 指令甚至允许使用 -fomit-frame-pointer 编译的代码展开堆栈,作为 RBP 的替代方法(在 gcc 或 clang -O1 及更高版本中默认启用)。它被 C++ 异常处理以及调试器/分析器使用。在带有传统 RBP 帧指针的代码中,当前 RBP 值总是指向一个保存的 RBP 值,而该值指向前一个值,形成一个链表。在这种情况下,不需要 CFI。 (尽管在使用帧指针的函数中,CFI cfa_register 避免了每次 RSP 更改都需要更多元数据,就像您展示的那样。)
i
iw4h

要禁用这些,g++ 需要 -fno-exceptions 以及前面提到的 -fno-asynchronous-unwind-tables,前提是您不使用异常。


k
kingkong

好吧,它只是代表控制流完整性。它们本质上是传递给调试器和其他工具的信息项,用于描述程序的预期流程。


不,它是呼叫帧信息。控制流完整性是一类通用技术 (en.wikipedia.org/wiki/Control-flow_integrity),包括使用 CPU 指令(如 endbr)的 Intel CFE(控制流强制)。我不认为任何控制流完整性的东西都使用 .cfi_* 指令生成的堆栈展开元数据。
在《Learn to Program with Assembly Foundational Learning for New Programmers》中,第 13.6 章注释代码。 “在函数中,一组称为 CFI(控制流完整性)指令的指令告诉调试器您在函数中的位置。这些相当复杂,但如果您看到以 .cfi_ 开头的指令,它们本质上是传递给调试器的信息项和其他工具来描述程序的预期流程。”
那本书是错的。 GAS: Explanation of .cfi_def_cfa_offset 引用了 DWARF 规范,这是用于调试的格式,以及这些指令创建的 .eh_frame 展开信息。另见 What are CFI directives in Gnu Assembler (GAS) used for? / What do the CFI directives mean? (and some more questions)(遗憾的是 GAS 手册 section for them 没有扩展首字母缩写词)
(你的书只是部分正确地说明了指令甚至 做什么。它们创建堆栈展开信息,让调试器在给定当前 RIP 的情况下找到返回地址。它们不会告诉调试器 的意图 程序的流程,只是更改为 RSP,或者一个函数使用 RBP 作为帧指针这一事实。可能作者用谷歌搜索 CFI 并找到 en.wikipedia.org/wiki/Control-flow_integrity,这是另一个使用相同首字母的 CS / 工程概念.)
好的,我现在相信你了。谢谢指正。

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