Assembly 打印字符串的第一个字符会导致分段错误

我正在尝试使用

printf

在

64位
Ubuntu 20
环境中，将字符串
stru 1
的第一个字符打印到
x86汇编
中的标准输出，以下是我的尝试：

; nasm -f test.asm && gcc -m32 -o test test.asm.o
section .text
global  main
extern printf

some_proc:
    mov esi, str_1

    mov eax, [esi]
    push eax
    push argv_str
    call printf

    pop eax
    ret

main:
    call some_proc

    ret

section  .data
    str_1        db `three`
    argv_str     db `%c\n`

这将产生：

t
Segmentation fault (core dumped)

预期标准输出：

t

为什么此代码会导致分段错误？如何修改代码以输出预期的标准输出？
您有几个错误：


将两个4字节参数推送到
printf
的堆栈上。在SysV调用约定中，
printf
会将它们保留在那里，因此您有责任在之后调整堆栈以“删除”它们。请记住，
ret
将在堆栈顶部查找返回地址；当您的代码保持不变时，将出现您推送的
eax
中的字符值。这不是一个有效的地址，因此尝试返回该地址会导致segfault。您可以通过两次ping
pop
来删除这些参数，或者通过简单地将
8
添加到
esp
，从而将堆栈指针移回原来的位置来更有效地删除这些参数


当前版本的i386 SysV ABI要求在调用任何函数之前将堆栈对齐到16字节。考虑到
call
本身将堆栈上的4个字节作为返回地址，以及每个
push
指令，您可以计算出调用
某些进程和
printf
所需的必要调整，并根据需要从
esp
中添加或减去。（从技术上讲，您可以避免在调用
some_proc
之前对齐堆栈，而只需在
printf
之前修复堆栈，但这太容易出错。）某些32位库的编译方式可能不强制执行此要求，但64位代码肯定需要它，因此遵守此要求是一个好习惯


esi
是被调用方根据（记住这些！）保存的寄存器。如果要修改它，必须保存以前的内容并在返回之前还原它们（例如，在函数顶部按esi，在最后按esi）。或者选择调用者保存的寄存器，例如
ecx
。但是，如下文所述，您根本不需要为
str1
的地址使用寄存器


mov-eax，[esi]
是32位加载，因为
eax
是32位寄存器。因此，这将从位置
stru 1
加载
eax
的4个字节，这将导致它包含值
0x65726874
（字节
th re
作为一个小的endian整数）。这实际上可能不会导致问题，因为
printf
应该将其
int
参数转换回
unsigned char
以进行打印，因此您应该只获取低字节
0x74='t'
，但它仍然很奇怪，如果字符串很短并且与未映射页面相邻，它可能会中断

更安全的是
mov al，[esi]
，它只将一个字节加载到
al
，这是
eax
的低字节，但高3字节中的任何垃圾都将留在那里。您可以使用
xor eax，eax
预先将
eax
归零，但也可以使用
movzx
指令一箭双雕，该指令将较小的操作数归零为较大的操作数：
movzx eax，byte[esi]

当然，首先将地址放入
esi
是多余的，因为地址可以指定为立即数：
mov al、[str_1]
或
movzx eax，byte[str_1]
。这样就无需保存/恢复
esi


main
应返回退出代码，并且返回值总是进入
eax
。您的
eax
将包含您的字符，或者可能包含来自
printf
的返回值，具体取决于推送/弹出的最终位置。其中任何一个都将是一个奇怪的非零退出代码，您的shell将认为程序遇到了错误。因此，在从
main
返回之前，将
eax
归零，以表示成功


argv_str
是一个与
argv
无关的字符串的奇怪名称



我将修改您的程序如下：

; nasm -f test.asm && gcc -m32 -o test test.asm.o
section .text
global  main
extern printf

some_proc:
    sub esp, 4 ; 8 more bytes pushed before call to printf
    movzx eax, byte [str_1]
    push eax
    push argv_str
    call printf
    add esp, 12
    ret

main:
    sub esp, 12
    call some_proc
    xor eax, eax
    add esp, 12
    ret

section  .data
    str_1        db `three`
    argv_str     db `%c\n`


您是否尝试过使用调试器查看故障实际发生的位置？通过将入口点设置为
\u start
，您绕过了所有标准库的初始化代码，因此您不能期望任何标准库函数（如
printf
）正常工作。这只适用于完全不需要C库的程序，并且将通过原始系统调用完成所有工作。如果你需要C库，那么你需要让你的程序的入口点是
main
。在
mov eax中，你有另一个bug，[esi]
在你只需要1的时候加载4个字节。哦，但实际上可能导致你崩溃的bug是你把printf的参数推到堆栈上，你有责任把它们放回去，但是你没有。我怎么只加载一个字节？在将代码的入口点更改为
main
并使用
gcc
编译之后，我仍然收到一个分段错误。在调用函数/过程之前，如何确切地知道堆栈的增量/减量是多少？@dnsis_445：基本上，您考虑如何使其成为16的倍数，基于对堆栈指针所做的其他更改。请参阅本网站上有关堆栈对齐的其他问题。