NASM 程序集中二进制搜索中的段错误

Question

您好，我正在努力找出为什么我的二进制搜索实现会出现段错误（我是 NASM 程序集的新手）

抱歉，我知道它不是一个 MVP，但我想不出一种合适的方法来组装它。

%define n [ebp+8]
%define list [ebp+12]
%define low [ebp+16]
%define high [ebp+20] ; Parameters loading from the stack
binary_search:
  push ebp
  mov ebp, esp

  mov ebx, n
  mov edi, list
  mov ecx, low
  mov edx, high

  cmp ecx, edx ; if (low > high)
  jg .FIRST

  mov eax, edx ; Next few lines for mid = low + (high - low)/2
  sub eax, ecx
  sar eax, 1 ; Will this give an appropriate index? (i.e is it floor division?)
  add eax, ecx
  lea esi, [edi+eax*4] ;Getting list[mid]
  cmp ebx, [esi]; if (n == list[mid])
  je .END
  jl .SECOND
  jg .THIRD

  jmp .END

.FIRST:
  mov eax, -1 ; return -1
  jmp .END

.SECOND:
  mov edx, eax ; return middle - 1
  dec edx
  jmp .CONTINUE

.THIRD:
  mov ecx, eax ; low = mid - 1
  dec ecx
  jmp .CONTINUE

.CONTINUE:
  push edx
  push ecx
  push edi
  push esi
  push ebx
  call binary_search ; recursive call, causing the segfault.
  pop ebx
  pop esi
  pop edi
  pop ecx
  pop edx
  jmp .END

.END:
  mov esp, ebp
  pop ebp
  ret

在注释掉不同的部分后，我确定这肯定与我对导致 seg 错误的 binary_search 的递归调用有关。 （在 .CONTINUE 中找到） 我在搞砸不同意多次递归调用的 binary_search 主体的原因是什么？

二分查找算法：

binary_search(n, list, low, high)

    if (low > high)
        return -1

    mid = low + (high - low) / 2

    if (n == list[mid])
       return middle;
    if (n < list[mid])
       high = mid - 1
    else
        low = mid + 1

    return binary_search(n, list, low, high)

我知道这是一个远射，谢谢:)

编辑：它的 32 位模式

Answer 1

这部分定义了你的函数的协议：

%define n [ebp+8]
%define list [ebp+12]
%define low [ebp+16]
%define high [ebp+20] ; Parameters loading from the stack
binary_search:
  push ebp
  mov ebp, esp

dword [ebp] 将保留旧的ebp 值，dword [ebp+4] 返回旧的eip，然后您的参数将跟随。它们依次是 n、list、low 和 high。随着堆栈向下增长，您需要按顺序推送到堆栈，以便首先推送最高寻址参数（恰好是“高”），然后是第二高（低），依此类推（列表，n， eip, ebp)。

下一部分确定您使用哪些寄存器来保存从这些堆栈帧参数初始化的变量：

  mov ebx, n
  mov edi, list
  mov ecx, low
  mov edx, high

（ecx 或 edx 在递归调用之前被修改。但它们仍然充当该代码中的“低”和“高”变量。）

现在检查您的递归调用站点。本质上，您想再次将您正在使用的所有寄存器传递给该函数。 ebx = n，edi = 列表，ecx = 低，edx = 高。这就是你要做的：

.CONTINUE:
  push edx
  push ecx
  push edi
  push esi
  push ebx
  call binary_search ; recursive call, causing the segfault.
  pop ebx
  pop esi
  pop edi
  pop ecx
  pop edx

如果你将推送的变量与你的函数协议所期望的堆栈帧参数相匹配，你会得到：

  push edx    ; (unused)
  push ecx    ; high
  push edi    ; low
  push esi    ; list
  push ebx    ; n
  call binary_search

esi 表示的变量仅在您的函数内部使用。它不需要传递给后续调用。更重要的是，它与您的函数协议相混淆。 edx、ecx 和 edi 被推高一个堆栈槽，比它们应该传递这些变量传递给你的递归调用。解决办法是把push esi和pop esi放在这里。

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您的代码还有一些潜在问题：

• 正如我在 cmets 中提到的，您应该使用 inc ecx 而不是 dec ecx。

• 您的程序调用该函数的调用约定是什么？您似乎使用了很多寄存器，并且只保留了ebp 和esp。

• 如果您的调用约定允许无限制地更改堆栈帧参数内容，则可以将用于递归的文字 call 替换为“尾调用”，并将参数更改为您当前传递给 @ 987654349@。并重新使用整个堆栈帧。不过，此时它看起来与循环非常相似。也许您确实想要一个实际的（字面意思）递归实现。尾调用优化或迭代方法需要 O(1) 的堆栈空间，而不是 O(log2 n)。