在函数内部使用 DB（定义字节）时出现分段错误

Question

我正在尝试在我的 .text 部分中用汇编语言定义一个字节。我知道数据应该转到 .data 部分，但我想知道为什么在我这样做时它会给我一个分段错误。如果我在 .data 中定义字节，它不会给我任何错误，这与 .text 不同。我正在使用 Linux 机器运行 Mint 19.1 并使用 NASM + LD 编译和 link 可执行文件。

这运行没有分段错误：

global _start
section .data
db 0x41
section .text
_start:
    mov rax, 60    ; Exit(0) syscall
    xor rdi, rdi
    syscall

这给了我一个段错误：

global _start
section .text
_start:
    db 0x41
    mov rax, 60     ; Exit(0) syscall
    xor rdi, rdi
    syscall

我正在使用以下脚本进行编译并link它：

nasm -felf64 main.s -o main.o
ld main.o -o main

我希望该程序可以正常运行而不会出现任何分段错误，但是当我在 .text 中使用 DB 时却没有。我怀疑 .text 是只读的，这可能是这个问题的原因，我说得对吗？有人可以向我解释为什么我的第二个代码示例会出现段错误吗？

Answer 1

如果你告诉 assembler 到 assemble 某处的任意字节，它会。 db 是发出字节的伪指令，因此 mov eax, 60 和 db 0xb8, 0x3c, 0, 0, 0 就 NASM 而言完全等价。任何一个都会将这 5 个字节发送到当前位置的输出中。

如果您不希望您的数据被解码为（部分）指令，请不要将其放在执行将到达的位置。

由于您使用的是 NASM¹，它将 mov rax,60 优化为 mov eax,60，因此该指令没有 REX您期望从源代码中得到的前缀。

您为 mov 手动编码的 REX 前缀将其更改为 mov 到 R8D 而不是 EAX:
41 b8 3c 00 00 00 mov r8d,0x3c

（我用objdump -drwC -Mintel而不是looking up which bit is which in the REX prefix检查过。我只记得REX.W是0x48。但是0x41是一个REX.B x86-64 中的前缀）。

所以不是进行 sys_exit 系统调用，你的代码运行s syscall 与 EAX=0，即 __NR_read。（Linux 内核在进程启动之前将除 RSP 之外的所有寄存器清零，并且在静态链接的可执行文件中，_start 是真正的入口点，首先没有动态链接器代码运行ning。所以 RAX 仍然为零）。

$ strace ./rex 
execve("./rex", ["./rex"], 0x7fffbbadad60 /* 54 vars */) = 0
read(0, NULL, 0)                        = 0
--- SIGSEGV {si_signo=SIGSEGV, si_code=SEGV_MAPERR, si_addr=NULL} ---
+++ killed by SIGSEGV (core dumped) +++

然后执行落入 syscall 之后，在本例中是 00 00 字节，解码为 add [rax], al，因此出现段错误。 如果你运行你的代码在 GDB 中，你就会看到这个。

脚注 1：如果您使用的 YASM 未针对 32 位操作数大小进行优化：

Intel 的手册说在一条指令上有 2 个 REX 前缀是非法的。我预计会出现非法指令错误（#UD 机器异常 -> 内核传递 SIGILL），但我的 Skylake CPU 忽略了第一个 REX 前缀并将其解码为 mov rax, sign_extended_imm32.

单步执行，它被视为一个长指令，所以我猜 Skylake 选择像其他多个前缀的情况一样处理它，其中只有最后一个类型有效果。（但请记住，这不是面向未来的，其他 x86 CPUs 可能会以不同的方式处理它。）

其他情况下的相关/相同错误：

在 BIOS MBR 引导扇区
Unknown opcode skipped: 66, not 8086 instruction - not supported yet EMU8086

在函数内部使用 DB（定义字节）时出现分段错误

Segmentation fault when using DB (define byte) inside a function

assembly

x86-64

nasm

machine-code