为什么这条 movq 指令适用于 linux 而不是 osx？

Question

以下汇编代码在 OSX 10.9.4 上运行 as 时出错，但在 Linux (Debian 7.6) 上成功运行。特别是 movq 指令似乎不喜欢 label 参数。

$ cat test.S
.globl _main
_main:
    movq $_main, %rax
    ret

这是错误：

$ as -o test.o test.S 
test.S:3:32-bit absolute addressing is not supported for x86-64
test.S:3:cannot do signed 4 byte relocation

将第 3 行中的 $_main 更改为像 $10 这样的文字可以正常工作。

代码必须以一种非常小的方式进行修改才能在 Linux 上运行 - 只需从标签中删除下划线即可。

$ cat test.S
.globl main
main:
    movq $main, %rax
    ret

独立验证代码是否可以在 Linux 上运行非常容易：

$ as -o test.o test.S
$ gcc -o test.out test.o
$ ./test.out

请忽略该代码实际上并没有做任何事情，我故意将其尽可能地精简以显示错误。

我对使用 LEA（加载有效地址）进行了相当多的研究，但在进行更改之前，我想了解其中的区别 - 为什么它适用于 Linux 而不是 OSX？

Answer 1

movq 指令无法引用绝对地址是正确的。这部分是由于OS X ABI Mach-O 格式对符号使用可重定位寻址。

编译为与位置无关的可执行文件 (PIE) 的程序通常不能像 movq $_main, %rax 那样引用绝对虚拟地址。相反，Global Offset Tables 被调用，它允许位置相对代码 (PC-rel) 和位置无关代码 (PIC) 在其当前绝对地址位置提取全局符号。如下所示，GOTPCREL(%rip)创建了对lea rdi, _msg的解释：

PC-rel 代码引用它的全局偏移表：

.globl _main
_main:

    movq     _main@GOTPCREL(%rip), %rax
    sub      $8, %rsp
    mov      $0, %rax
    movq     _msg@GOTPCREL(%rip), %rdi
    call     _printf
    add      $8, %rsp
    ret

.cstring
_msg:

    .ascii  "Hello, world\n"

Mac OS X Mach-O 汇编器：

$ as -o test.o test.asm

Apple 版本的 GCC：

$ gcc -o test.out test.o

输出：

$ ./test.out
Hello, world