我的 (AT&T) 程序集 (x86-x64) 代码应该增加但不会增加

Question

我正在尝试在汇编中制作一个小程序（用于 AT&T）。我试图以整数的形式从用户那里获取输入，然后将其递增，然后输出递增的值。但是，该值不会增加。我花了最后几个小时尝试了我能想到的一切，但它仍然不起作用，所以我认为我可能不太了解装配中的概念，导致我没有发现错误。这是我的代码：

1 hiString: .asciz "Hi\n"
  2 formatstr: .asciz "%ld"
  3 
  4 .global main
  5 
  6 main:
  7     movq $0, %rax           #no vector registers printf
  8     movq $hiString, %rdi    #load hiString
  9     call printf             #printf
 10     call inout              #inout
 11     movq $0, %rdi           #loading exit value into register rdi
 12     call exit               #exit
 13 
 14 inout:
 15     pushq %rbp              #Pushing bp
 16     movq %rsp, %rbp         #Moving sp to bp
 17     subq $8, %rsp           #Space on stack for variable
 18     leaq -8(%rbp), %rsi
 19     movq $formatstr, %rdi   #1st argument scanf
 20     movq $0, %rax           #no vector for scanf registers
 21     call scanf              #scanf
 22     incq %rsi
 23     call printf

从我朋友的教程中，我了解到第 17 行到第 19 行是必要的，但是，我认为我没有使用那里的堆栈空间，所以我怀疑错误与此有关。我当然不确定。提前谢谢你。

编辑，更新代码（printf 现在仍在子程序中调用）

    1 hiString: .asciz "hi\n"
  2 formatstr: .asciz "%ld"
  3 
  4 .global main
  5 
  6 main:
  7     movq $0, %rax          
  8     movq $hiString, %di   
  9     call printf             
 10     call inout              
 11     movq $0, %rdi           
 12     call exit               
 13 
 14 inout:
 15     pushq %rbp             
 16     movq %rsp, %rbp         
 17     subq $8, %rsp         
 18     leaq -8(%rbp), %rsi
 19     movq $formatstr, %rdi   
 20     movq $0, %rax           
 21     call scanf              
 22     popq %rax
 23     incq %rax
 24     movq %rax, %rsi
 25     movq $0, %rax
 26     call printf
 27     addq $8, %rs  

它现在运行并递增，但是，当输出递增的值时，值后面会出现一些奇怪的符号。

编辑：没关系，上面只发生过一次，现在没有输出增量值，只有奇怪的迹象。

Answer 1

这是关于如何正确调用scanf 的经典困惑的汇编级版本。

 14 inout:
 15     pushq %rbp              #Pushing bp
 16     movq %rsp, %rbp         #Moving sp to bp
 17     subq $8, %rsp           #Space on stack for variable
 18     leaq -8(%rbp), %rsi
 19     movq $formatstr, %rdi   #1st argument scanf
 20     movq $0, %rax           #no vector for scanf registers
 21     call scanf              #scanf

（编者注：更喜欢在 Linux 非 PIE 可执行文件中使用 mov $formatstr, %edi，或者更可移植的与位置无关的 lea formatstr(%rip), %rdi 将静态存储中的字符串地址放入寄存器中）。

到目前为止，您的代码是正确的（除了您没有正确对齐堆栈，但现在不要担心，scanf 可能会让您侥幸逃脱）。更新：现代版本的 glibc 确实有 a scanf that faults on a misaligned RSP，例如 Ubuntu 18.04，可能更早。

 22     incq %rsi

这就是你出错的地方。在调用之前，您将 RSI（scanf 的第二个参数寄存器）设置为指向存储位置的 指针。 scanf 从标准输入读取一个数字并将其写入该存储位置，而不是 RSI。

根据 cmets 中的讨论，您的意图是将 scanf 读取的值加一并立即将其打印出来。正如其他几个人指出的那样，在scanf 返回之后，您不能假设您加载到 RSI、RDI 或 RAX 中的值是完整的。 （x86-64 psABI 指定在函数调用中保留哪些寄存器：在整数寄存器中，仅保留 RBX、RBP 和 R12 到 R15。如果您打算进行大量汇编编程，您应该阅读本文档封面在 x86-64 上。（注意：Windows 使用不同的 ABI，其调用约定记录在 MSDN 上，请参阅x86 tag wiki 中的链接。）

因此，您必须从头开始将 args 设置为 printf，因为 scanf 破坏了这些寄存器：

       movq -8(%rbp), %rsi   # load variable as arg 2 of printf
       incq %rsi             # and add one
       movq $formatstr, %rdi # first argument to printf
       xorl %rax, %rax       # no vector args to printf
       call printf

在这里密切注意scanf 和printf 之间的区别：您可以对两者使用相同的格式字符串，但是当您调用scanf 时，您传递的是存储位置的地址 (leaq -8(%rbp), %rsi)，而当您调用 printf 时，您传递 要打印的值 (movq -8(%rbp), %rsi; incq %rsi)。

（事实上你应该在调用printf时使用稍微不同的格式字符串，因为你需要在数字后打印一个换行符，所以"%ld\n"会更好。）

您当前的代码几乎以不同的方式做到这一点。我这样做是因为在函数中间弄乱堆栈指针 (popq %rax) 是不好的做法。 （还记得我说过的关于未正确对齐堆栈的内容吗？如果您在入口处设置一个完整的“调用框架”，然后将堆栈指针放在一边直到退出，那么保持堆栈对齐会容易得多。从技术上讲，您只需要 让堆栈指针在每个调用指令的点对齐。）

你也没有正确结束函数：

 27     addq $8, %rs  

我认为您没有复制和粘贴整个程序 - 这看起来像是在行的中间被切断了。无论如何，如果您首先要使用帧指针（x86-64 上不需要帧指针），您应该再次使用它来退出：

        movq %rbp, %rsp
        popq %rbp
        ret

顺便说一下，“AT&T”汇编语法用于许多不同的 CPU 架构。在谈到汇编语言时，我们总是需要先了解 CPU 架构首先；语法变体（如果有）是次要的。您应该将问题命名为“我的汇编程序（x86-64，AT&T 语法）...”

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作为最后一条建议，我建议你编译这个 C 程序

#include <stdio.h>

static void inout(void)
{
    long x;
    scanf("%ld", &x);
    printf("%ld\n", x+1);
}

int main(void)
{
    printf("hi\n");
    inout();
    return 0;
}

使用您选择的 C 编译器，使用等效于 -S -O2 -fno-inline 的选项（即：生成文本汇编语言，经过优化，但不进行任何内联），然后逐行读取汇编输出。每当 C 编译器所做的事情与您所做的不同时，这可能意味着它知道您不知道的事情，您应该了解这些事情。

或者更简单地说，look at it on the Godbolt compiler explorer

Answer 2

re: 更新代码：

它现在运行并递增，但是，当输出递增的值时，值后面会出现一些奇怪的符号。

Arg 传递寄存器被调用破坏。您调用printf 而不将格式字符串放入%rdi，您必须假设在scanf 返回后保存垃圾。

使用调试器单步执行您的代码。使用ni 跳过gdb 中的calls。 （有关 GDB 提示，请参阅 x86 标签 wiki 的底部）。