如何使用 printf 为 64 位 Mac OS X 编写汇编语言 hello world 程序？答案

【问题标题】：How to write assembly language hello world program for 64 bit Mac OS X using printf?如何使用 printf 为 64 位 Mac OS X 编写汇编语言 hello world 程序？
【发布时间】：2023-03-16 13:44:01
【问题描述】：

我正在尝试学习为 64 位 Mac OS 编写汇编语言。我对 32 位 Mac OS 以及 32 位和 64 位 Linux 都没有问题。

但是，Mac OS 64 位是不同的，我无法弄清楚。因此，我在这里寻求帮助。

使用系统调用打印没有问题。但是，我想学习如何使用 Mac OS 的 64 位汇编语言调用 C 函数。

请看下面的代码

.data
_hello:
    .asciz "Hello, world\n"


.text
.globl _main
_main:
    movq $0, %rax
    movq _hello(%rip), %rdi
    call _printf

我用 $ gcc -arch x86_64 hello.s

组装和链接。

它生成二进制代码。但是，我在运行它时遇到了分段错误。

我尝试在调用 _printf 之前添加“subq $8, %rsp”，结果还是和之前一样。

我做错了什么？

顺便问一下，有没有办法在 Mac 上调试这段代码？我尝试添加 -ggdb 或 -gstab 或 -gDWARF，并且 $gdb ./a.out，看不到代码和设置断点。

【问题讨论】：

关于 x86_64 调用约定的好文章：nickdesaulniers.github.io/blog/2014/04/18/…
eax for vararg count：stackoverflow.com/questions/6212665，对齐问题：stackoverflow.com/questions/10324333，stackoverflow.com/questions/14000351，一般问题：stackoverflow.com/questions/10857273

标签： macos assembly 64-bit printf 32bit-64bit

【解决方案1】：

您没有确切说明您看到的问题是什么，但我猜您在调用printf 时崩溃了。这是因为 OS X（32 位和 64 位）要求堆栈指针在任何外部函数调用处都具有 16 字节对齐。

调用_main 时堆栈指针是16 字节对齐的；该调用将一个 8 字节的返回地址推入堆栈，因此在调用 _printf 时堆栈不是 16 字节对齐的。在调用之前从%rsp 中减去八，以便正确对齐。

所以我继续为你调试了这个（不涉及魔法，只需使用 gdb、break main、display/5i $pc、stepi 等）。您遇到的另一个问题是：

movq _hello(%rip), %rdi

这会将字符串的前 8 个字节加载到 %rdi 中，这根本不是您想要的（特别是，字符串的前 8 个字节极不可能构成指向格式字符串的有效指针，这会导致printf 崩溃）。相反，您想加载字符串的地址。您的程序的调试版本是：

.cstring
_hello: .asciz "Hello, world\n"

.text
.globl _main
_main:
    sub  $8, %rsp           // align rsp to 16B boundary
    mov  $0, %rax
    lea  _hello(%rip), %rdi // load address of format string
    call _printf            // call printf
    add  $8, %rsp           // restore rsp
    ret

【讨论】：

谢谢，斯蒂芬。我知道 16 字节堆栈对齐问题。我添加了 subq $8, %rsp 并且仍然出现分段错误...我怀疑 movq _hello(%rip), %rdi，我不确定这是正确的。在 Linux 上我可以只使用 movq _hello, %rdi，但是 mac 会抱怨不支持绝对地址。
再次感谢斯蒂芬！有用！多么神奇！我实际上尝试使用 leaq。但是，我没有意识到即使不向堆栈压入任何参数，堆栈仍然必须对齐 16 个字节。多么令人困惑的情况！
这里的%rdi是什么？
@KorayTugay：你在问什么并不明显； %rdi 是一个寄存器名称，特别是包含在 OS X x86_64 调用约定下的函数调用的第一个整数/指针参数（在本例中为指针）的寄存器名称。