为什么我从这段汇编代码中得到“地址边界错误”

Question

代码由我正在研究的编译器生成。但是我不知道为什么它会给我这个错误。没有注册冲突。当我尝试调用 callq *%rbx 时，我的程序立即崩溃，并收到一条错误消息“由信号 SIGSEGV 终止（地址边界错误）”

我了解该程序似乎试图访问非法内存，但我不知道哪里出错了。谁能给我一个提示？

编辑：完成的汇编代码是here，我的编译器试图编译的代码是here。 runtime.c 是here

    .globl _main
_main:
    pushq   %rbp
    movq    %rsp, %rbp
    pushq   %r12
    pushq   %rbx
    pushq   %r14
    pushq   %r13
    subq    $0, %rsp
    movq    $16384, %rdi
    movq    $16, %rsi
    callq   _initialize
    movq    _rootstack_begin(%rip), %r15

    leaq    o13352(%rip),   %rbx
    leaq    z13351(%rip),   %rcx
    movq    $1, %rdi
    callq   *%rcx              <------ As noted in comments: z13351() clobbers %rbx
    movq    %rax,   %rcx
    movq    $20,    %rdi
    movq    %rcx,   %rsi
    callq   *%rbx       <-------------      (Address boundary error)

    ... 

Answer 1

您的代码出现段错误，因为%rbx 在第一个函数返回后不再指向正确的位置。因此，您无需调用o13352，而是跳转到某个未映射的地址。在无效地址上获取代码并加载/存储 SIGSEGV。

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您可能需要修复 %rbx 破坏，但这是一个单独的问题。对此的最佳答案是使用直接call insns 发出对命名符号的调用，而不是使用相对 RIP 的 LEA 和间接 CALL 的复杂函数调用序列。

...               # set up args
call    z13351
...               # set up args
call    o13352

编译器生成更简单，人类更容易理解（有助于调试其他问题），并且显着提高代码效率：不浪费寄存器，更小代码大小，指令更少，并避免间接分支的分支错误预测（您应该将其用于跳转表的函数指针，但不能用于此）。

请参阅x86 标签 wiki 中的链接以获取更多性能和其他内容。尤其是Agner Fog's guides 是一个很好的资源，可以帮助您编写创建好的和正确的 asm。当然，玩具编译器并不期望生成好的代码，但了解什么是好什么是坏是个好主意。 Agner Fog 的指南可能还会帮助您更好地理解事物，这将有助于生成正确的代码，无论效率如何。

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如果你想通过函数指针继续使用间接调用，即使在不必要的时候：

根据您的 cmets，z15953 不会保留 %rbx。 （或z13351 或在此代码更新中调用的任何名称）。假设这是一个错误，修复它也将解决这个问题，因为您问题中的代码看起来正确（但令人讨厌）。

您没有指定编译器尝试为什么 ABI 生成代码，但我认为这是一个调用约定，其中 %rbx 应该是调用保留的（又名被调用者保存，又名非易失性）。因此，即使您将函数调用序列更改为使用正常的直接调用，也可能出于其他原因需要修复该错误。

看起来您在生成的函数中推送/弹出%rbx 以保存/恢复它。将其简化为仍能证明此问题的尽可能简单的案例。您在问题中链接到的代码太大，甚至无法包含在内，所以它显然甚至不接近 Minimal, Complete, and Verifiable example （不，我对涉水这个烂摊子不感兴趣，对不起。你写了你的编译器，所以你可能比我更容易识别臃肿代码的模式并找到可能相关的部分。）

由于您的函数仍然成功地设法ret，这意味着您没有破坏堆栈（即沿着不包括结尾pops 的路径到达ret）。但也许你覆盖了堆栈上%rbx 的保存值？在使用 rsp 相对地址存储临时文件之前，您是否通过 sub $size, %rsp 预留了足够的空间？

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愚蠢的创可贴修复：

调度call之后第二个地址的lea。

# your original:
leaq    o13352(%rip),   %rbx
leaq    z13351(%rip),   %rcx
...
callq   *%rcx
...                             # set up args
callq   *%rbx

# what you should do instead:
...
leaq    z13351(%rip),   %rcx
callq   *%rcx
...                             # set up args
leaq    o13352(%rip),   %rcx
callq   *%rcx

这通过重复使用相同的寄存器来设置函数指针来节省一个寄存器，而不是为您要调用的每个函数使用不同的寄存器。 （这显然不能扩展到调用许多其他函数的函数。）