x86_64 Linux 系统的 GCC 调用约定

Question

我编写了一个最小函数来测试是否可以调用/链接 C 和 x86_64 汇编代码。

这是我的main.c

#include <stdio.h>

extern int test(int);

int main(int argc, char* argv[])
{

    int a = 10;
    
    int b = test(a);

    printf("b=%d\n", b);

    return 0;
}

这是我的test.asm

section .text
    global test

test:
    mov ebx,2
    add eax,ebx
    ret

我使用这个脚本构建了一个可执行文件

#!/usr/bin/env bash

nasm -f elf64 test.asm -o test.o

gcc -c main.c -o main.o

gcc main.o test.o -o a.out

我写的时候test.asm并没有任何真正的线索我在做什么。然后我离开并做了一些阅读，现在我不明白我的代码是如何工作的，因为我说服自己它不应该这样。

以下是我认为这不起作用的原因列表：

• 我不保存或恢复基指针（设置堆栈帧）。我实际上不明白为什么需要这样做，但我看过的每个例子都是这样做的。
• Linux 系统上 gcc 编译器的调用约定应该是通过堆栈传递参数。这里我假设参数是使用eaxand传递的ebx。我认为这是不对的。
• ret可能希望从某个地方获取返回地址。我相当确定我没有提供这个。
• 甚至可能还有其他我不知道的原因。

我所编写的内容产生正确的输出完全是侥幸吗？

我对此完全陌生。虽然我顺便听说过一些 x86 概念，但这是我第一次真正尝试编写一些概念。必须从某个地方开始吗？

编辑：供将来参考，这里是更正的代码

test:
                    ; save old base pointer
    push rbp        ; sub rsp, 8; mov [rsp] rbp
    mov rbp, rsp    ; mov rbp, rsp ;; rbp = rsp
                    ; initializes new stack frame

    add rdi, 2      ; add 2 to the first argument passed to this function
    mov rax, rdi    ; return value passed via rax

                    ; did not allocate any local variables, nothing to add to
                    ; stack pointer
                    ; the stack pointer is unchanged

    pop rbp         ; restore old base pointer

    ret             ; pop the return address off the stack and jump
                    ; call and ret modify or save the rip instruction pointer

Answer 1

我不保存或恢复基指针（设置堆栈帧）。我实际上不明白为什么需要这样做，但我看过的每个例子都是这样做的。

那是不需要的。尝试编译一些 C 代码-O3，然后您会发现它不会发生。

Linux 系统上 gcc 编译器的调用约定应该是通过堆栈传递参数。这里我假设参数是使用 eax 和 ebx 传递的。我认为这是不对的。

这部分工作只是因为侥幸。程序集恰好也按照您编译的方式10放入eax，但不能保证这种情况总是会发生。再次编译，-O3就不会了。

ret 可能希望从某个地方获取返回地址。我相当确定我没有提供这个。

这部分很好。返回地址由调用者提供。当你的函数被输入时，它总是位于堆栈的顶部。

甚至可能还有其他我不知道的原因。

是的，还有一个：ebx呼叫已保存，但你正在破坏它。如果调用函数（或堆栈中其上方的任何内容）使用了它，那么这会破坏它。

我所编写的内容产生正确的输出完全是侥幸吗？

是的，因为上面的第二点和第四点。

gcc作为参考，以下是在-O0（默认优化级别）下从 C 代码生成的程序集与-O3： https: //godbolt.org/z/7P13fbb1a