了解取消引用未初始化指针的 C 的未优化 asm，从而导致分段错误

Question

我设置了一个实验，看看它是否有效

int *p;
p[0] = 3;

我的想法是编译器给p一个随机值，我可以把它当作一个数组。

但结果是分段错误，我看不懂汇编代码。

   0x0000000000401530 <+0>: push   %rbp
   0x0000000000401531 <+1>: mov    %rsp,%rbp
   0x0000000000401534 <+4>: sub    $0x30,%rsp
   0x0000000000401538 <+8>: mov    %ecx,0x10(%rbp)
   0x000000000040153b <+11>:    mov    %rdx,0x18(%rbp)
   0x000000000040153f <+15>:    callq  0x402170 <__main>
   0x0000000000401544 <+20>:    mov    -0x8(%rbp),%rax
=> 0x0000000000401548 <+24>:    movl   $0x3,(%rax)
   0x000000000040154e <+30>:    mov    $0x0,%eax
   0x0000000000401553 <+35>:    add    $0x30,%rsp
   0x0000000000401557 <+39>:    pop    %rbp
   0x0000000000401558 <+40>:    retq    

我在 google 上搜索，mov 是 Intel 风格，movl 是 AT&T 风格。这两种风格怎么会融合在一起？

在这一行：

mov    -0x8(%rbp),%rax

似乎将地址 rbp-0x8 的值移动到注册 rax，对吧？ 这个“-0x8(%rbp)”是随机值到p的吗？

我认为 %rax 不是 p，因为在下一行 CPU 将 $0x3 给 %rax。似乎 %rax 是数组的第一个内存。

如何解释这个汇编代码？谢谢。

Answer 1

我不是汇编专家，但代码看起来很清楚，所以我会尝试解释一下。

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   0x0000000000401530 <+0>: push   %rbp
   0x0000000000401531 <+1>: mov    %rsp,%rbp

（上）这是编译器在未开启优化时生成的一些“过程”代码。它保存了 RSP（64 位堆栈指针）的状态。

   0x0000000000401534 <+4>: sub    $0x30,%rsp

这会在堆栈上为局部变量保留额外空间。

   0x0000000000401538 <+8>: mov    %ecx,0x10(%rbp)
   0x000000000040153b <+11>:    mov    %rdx,0x18(%rbp)

这会将 argc 和 argv 保存到堆栈中，因为您进行了调试构建，因此所有变量都必须在内存中。 （它使用的空间在返回地址上方，main 的调用者保留空间。这称为影子空间，是 Windows x64 调用约定的一个特性。）

   0x000000000040153f <+15>:    callq  0x402170 <__main>

这会调用某种早期初始化函数。它可能使用 argc 和 argv（仍在寄存器中），也可能不使用；我们无法从代码中看出。

   0x0000000000401544 <+20>:    mov    -0x8(%rbp),%rax

这会将未初始化的堆栈内存加载为int *p 的值。自动变量放在堆栈上。你读了p而没有先写它，编译器只是读取它为int *p;选择的堆栈槽中已经存在的任何垃圾或零

=> 0x0000000000401548 <+24>:    movl   $0x3,(%rax)

这一行将rax指向的地址设置为立即数3。

p 的值在rax 中，所以这是你的p[0] = 3;，取消引用p 持有的任何垃圾。你崩溃是因为它没有碰巧指向可写内存。 （覆盖内存中的一些随机 dword 几乎不会更好，但至少你的代码不会在 here 崩溃，只是可能在稍后的某个时间点，如果 p 的垃圾值恰好是有效的指针。）

   0x000000000040154e <+30>:    mov    $0x0,%eax

这会将寄存器eax 设置为零，effectively setting rax to zero, too。 Windows x64（像每个标准调用约定一样）使用 RAX 作为返回值，因此这是在 main 底部实现隐式 return 0;。

   0x0000000000401553 <+35>:    add    $0x30,%rsp
   0x0000000000401557 <+39>:    pop    %rbp
   0x0000000000401558 <+40>:    retq

将指针状态恢复到函数调用之前。