从 NASM 调用 C 函数 _printf 会导致分段错误答案

【问题标题】：Calling the C-function _printf from NASM causes a Segmentation Fault从 NASM 调用 C 函数 _printf 会导致分段错误
【发布时间】：2019-11-21 07:00:20
【问题描述】：

我一直在尝试使用 NASM 在 Mac-OS 和 Windows 上学习 64 位汇编。

我的代码是

extern _printf

section .data
    msg db "Hello World!", 10, 0

section .text
    global _main

_main:
    mov rax, 0
    mov rdi, msg
    call _printf

    mov rax, 0x2000001
    mov rdi, 0
    syscall

我用它编译它

nasm -f macho64 -o main.o main.asm 
gcc -o main main.o

在尝试调用_printf 时，我收到了错误

分段错误：11

当我删除对_printf 的调用时，我的代码运行良好。为什么调用_printf 会导致分段错误？

我找到了 ABI 调用约定 here，但没有成功调用 C 函数。

我希望 Hello World! 被打印出来，但是我得到的是“Segmentation Fault: 11”。

【问题讨论】：

您确定mov rdi, msg 被编码为mov r64, imm64 而不是mov r/m64, imm32？尝试改用mov rdi, qword msg。
您可能会尝试在 C 中调用该函数并查看创建的汇编程序输出。
@Michael 我换行了，输出没变。
@Gerhardh 我之前尝试过这样做，但是除了非常基本的内容之外，我很难理解其中的大部分内容，尤其是因为语法不同。

标签： c assembly x86-64 nasm mach-o

【解决方案1】：

~~~~你需要在调用_printf之前设置一个栈帧@~~

TL;DR: System V AMD64 ABI 要求堆栈指针为 16 字节对齐。在调用 _printf 时，堆栈指针错位了 8 个字节。

使用 LLDB 调试二进制文件给出：

帧#0：0x00007fff527d430a libdyld.dylib`stack_not_16_byte_aligned_error

MacOS 使用 System V AMD64 ABI，因此堆栈指针 (see this question) 依赖于 16 字节对齐，简而言之，这意味着堆栈指针 (rsp) 在调用时应始终可被 16 整除一个函数。

在调用 _printf 时，堆栈指针 (rsp) 错位了 8 个字节。这是怎么来的？

我在this page 上找到了答案，调用_main 函数会将返回地址（8 个字节）压入堆栈，因此会错位。

我最初的想法 - 堆栈帧的设置 - 将另一个地址推入堆栈，因此 rsp 可以再次被 16 整除。

不过，更简单的解决方案是 sub rsp, 8，正如 Margaret Bloom 所建议的那样

将您的代码更改为：

extern _printf

section .data
    msg: db "Hello World!", 10, 0

section .text
    global _main

_main:
    ;; Fix the stack alignment
    sub rsp, 8
    mov rax, 0
    mov rdi, msg
    call _printf

    mov rax, 0x2000001
    mov rdi, 0
    syscall

在 macOS 10.13.6 上测试

【讨论】：

您是否在没有“堆栈框架”的情况下对其进行了测试？
是的，我遇到了与问题中描述的相同的错误
用sub rsp, 8 代替两条指令怎么样？我忘记了 OP 正在使用 CRT，所以执行从 main 开始，它使堆栈与其返回地址不对齐。 mov rbp, rsp 是多余的。
@MargaretBloom，你当然是对的。我意识到我的错误并更新了我的答案