在 x86 程序集中打印整数

Question

我正在尝试使用以下代码在 macOS High Sierra 上以 32 位 x86 程序集打印整数：

.cstring
STR_D:
.asciz "%d"
.globl _main

_main:
    movl 110, %edi     #moves constant int into register
    sub , %esp          #make space on stack
    movl %edi, 4(%esp)   #move int to stack
    movl $STR_D, 0(%esp) #move "%d" to stack
    call _printf
    add , %esp          #restore stack pointer
    ret

我正在使用命令编译

 gcc -m32 -Wl,-no_pie -o foo foo.s

然后执行可执行文件foo。然后我收到一条错误消息 "Illegal instruction: 4"。我很确定错误在于将字符串常量移动到堆栈的指令。如果我删除该行和以下函数调用，一切正常。我做错了什么？

进一步information/question：我这样做是作为编写编译器项目的一部分。当我在 Linux 上执行这些指令时（当然会更改特定于平台的内容，例如 main 代替 _main，.data 代替 .cstring 等），它会起作用。为什么 macOS 不起作用？这与堆栈对齐有关吗？

我的编译器版本（通过 gcc -version 获得）是 Apple LLVM 9.0.0 (clang-900.0.39.2)。

Answer 1

好的，我找到问题所在了。它是双重的：

首先，我发现我缺少一个 .text 段。这显然是需要的，即使它是空的。这就是 "Illegal instruction: 4" 错误的原因。但是，如果您更正此错误，则会出现 SEGFAULT。

正如我在问题中所怀疑的那样，它与堆栈对齐有关。 macOS 的要求与 Linux 不同：栈在 macOS 上需要 16 位对齐。这意味着在执行函数调用（将 return 地址压入堆栈）之前，堆栈需要 12 对齐（意味着堆栈指针需要如下所示：0xnnnnnnnC）。为确保这一点，需要确保

1) 推送n次，其中n是3的倍数（推送3次、6次、9次等）

2）如果你自己修改栈指针（像我一样），确保符合12位要求

总而言之，适合我的代码如下所示：

.cstring
STR_D:
.asciz "%d"
.text                   #need this, even if it's empty
.globl _main

_main:
  movl 110, %edi     #moves constant int into register
  sub , %esp         #make space on stack, respecting alignment
  movl %edi, 4(%esp)    #move int to stack
  movl $STR_D, 0(%esp)  #move "%d" to stack
  call _printf
  add , %esp         #restore stack pointer
  ret

编辑：如果有人对堆栈对齐感兴趣，我发现 this website 上的解释非常有用！

在 x86 程序集中打印整数

Printing integer in x86 assembly

x86

assembly

llvm-gcc