x86-64的calling convention，和ia32有什么大区别？ （汇编程序问题）

Question

/* filename: ccpuid.s  使用C库的printf和exit的cpupid.s * * $ as <-gstabs+> -o ccpuid.o ccpuid.s * $ ld -o ccpuid ccpuid.o -lc -dynamic-linker /lib64/ld-linux.so.2 * $ ./ccpuid */ /* 一个不需要链接其他 *.o 的*.s文件，必须定义.data、.text这两个section * 另外，.bss这个section可选。 必须定义_start，这是程序的第一条指令开始 * 的地方 -- 除非ld时用-e <symbol>指定别的符号为入口地址。 又，_start * 必须用.globl这个directive指定为全局符号 */ .section .data output:     /* .asciz 定义C风格的ASCII字符串，也就是末尾有个'\0' */     .asciz "The CPU Vendor is %s\n" .section .bss     /* 在BSS段中定义一个buffer，其大小是12个字节 */     .lcomm buffer, 12     .section .text .globl _start     /* 定义_start符号为全局符号 */ _start:     nop     /* %eax清零，来执行cpuid指令 */     xorl     %eax, %eax     cpuid     /* vendor ID字符串包含在ebx-edx-ecx中 */     movq     $buffer, %rdi     movl      %ebx, (%rdi)     movl      %edx, 4(%rdi)     movl      %ecx, 8(%rdi)     /* 调用printf("The CPU Vendor is %s\n", buffer) */     pushq     $buffer     pushq     $output     call      printf     /* 清除传给printf的参数 */     addq      $16, %rsp     /* 调用void _exit(int status) */     pushq     $0     call      exit

Answer 1

原帖由 公用帐号 于 2008-4-30 17:30 发表
/* filename: ccpuid.s  使用C库的printf和exit的cpupid.s
*
* $ as  -o ccpuid.o ccpuid.s
* $ ld -o ccpuid ccpuid.o -lc -dynamic-linker /lib64/ld-linux.so.2
* $ ./ccpuid
*/

/* 一个不需 ...

这由于 x64 的寻址模式所致，x64 的 imme 操作数除了 GPRs 外一律都不能是 64 位，

说明白点，就是：
   除了 mov rax, 0x1122334455667788、 mov rdx, 0x1122334455667788 之外，所有的 imme 操作数最大只能是 32 位。
   像： mov  qword ptr [rax], 0x1122334455667788 这条指令结果只能是：截断 imme 且符号扩展为64位，
         等于：mov qword ptr [rax], 0x0000000055667788

PUSH 在 64 位下，所有的 PUSH imme 都是 64 位的，结果只像 mov [mem],imme 一像截断 imme 且符号扩展为 64 位。
所以： pushq $buffer   这条指令的结果可能并不是你想要的。

要这么做：

movq $buffer, %rax
movq $output, %r8
pushq %rax
pushq $r8
.... ...

[ 本帖最后由 mik 于 2008-4-30 18:15 编辑 ]

Answer 2

思考了一下，貌似即使 64 位符号扩展应该没问题的，大多数代码不会用到0x80000000以上的区域的吧

我上面说的方法你试试看行不行。不行的话把代码 objdump 贴出来再分析分析。看看是不是调用 printf 时的编码问题

[ 本帖最后由 mik 于 2008-4-30 18:27 编辑 ]

Answer 3

LZ：

不是imme被截断的原因，原因是：64位下是用寄存器传递参数。
偶也是习惯32位的编程模式，一时忘了64位编程的变化。渐愧

你了解下 64 位的ABI规定：

1、7个通用寄存器（rdi,rsi,rdx,rcx,r8,r9 和 rax）依次用作函数传递参数。
2、rsp 及 rbp 用于管理堆栈
3、r10 及 r11 用于临时寄存器
4、5个通用寄存器（r12,r13,r14,r15 及 rbx）由被调用方保存

这里有一份 AMD  的 ABI：

Answer 4

原帖由 mik 于 2008-5-1 08:55 发表
LZ：

不是imme被截断的原因，原因是：64位下是用寄存器传递参数。
偶也是习惯32位的编程模式，一时忘了64位编程的变化。渐愧

你了解下 64 位的ABI规定：

1、7个通用寄存器（rdi,rsi,rdx,rc ...

老大，这个帖子是我发的。

请问你是从哪里找到的这份abi文档？  我在AMD的Mnauals/Developer Guides/Revision Guides这三部分的文档中都没有找到它。

谢谢

Answer 5

版主，能不能把修改后的所有源代码贴出来？

Answer 6

原帖由 bradpitt88 于 2008-5-29 15:53 发表
版主，能不能把修改后的所有源代码贴出来？

当然可以：）

/* filename: ccpuid.s  使用C库的printf和exit的cpupid.s * * for x86-64 * * $ as <-gstabs+> -o ccpuid.o ccpuid.s * $ ld -o ccpuid ccpuid.o -lc -dynamic-linker /lib64/ld-linux.so.2 * $ ./ccpuid * The CPU Vendor is AuthenticAMD * $ echo $?   //打印上一个子进程的退出值 * 0 */   /* 一个不需要链接其他 *.o 的*.s文件，必须定义.data、.text这两个section * 另外，.bss这个section可选。 必须定义_start，这是程序的第一条指令开始 * 的地方 -- 除非ld时用-e <symbol>指定别的符号为入口地址。 又，_start * 必须用.globl这个directive指定为全局符号 */ .section .data output:         /* .asciz 定义C风格的ASCII字符串，也就是末尾有个'\0' */         .asciz "The CPU Vendor is %s\n" .section .bss         /* 在BSS段中定义一个buffer，其大小是12个字节 */           .lcomm buffer, 12              .section .text .globl _start   /* 定义_start符号为全局符号 */   _start:         nop         /* %eax清零，来执行cpuid指令 */           xorl    %eax, %eax         cpuid         /* vendor ID字符串包含在ebx-edx-ecx中 */           movq    $buffer, %rdi         movl    %ebx, (%rdi)         movl    %edx, 4(%rdi)         movl    %ecx, 8(%rdi)         /* 调用printf("The CPU Vendor is %s\n", buffer)          * 注意，x86-64的calling cenvention是：参数从左到右          * 依次为：rdi, rsi, rdx, rcx, r8, r9和rax这7个通用          * 寄存器          */           movq    $output, %rdi         movq    $buffer, %rsi         call    printf         /* 调用void _exit(int status) */         movq    $0, %rdi         call    exit

Answer 7

版主，我还有一个问题，我分别用as和ld编译、链接生成的程序运行起来没有问题，但是，我使用gcc -o cpuid cpuid.s来生成的可执行文件运行起来却会出现“段错误”的提示。我想了很久也没有弄明白。麻烦你给解释一下！谢谢！顺便说一下，我的系统是64位的ubuntu8.04。

[ 本帖最后由 bradpitt88 于 2008-5-30 22:45 编辑 ]

Answer 8

原帖由 bradpitt88 于 2008-5-30 22:43 发表
版主，我还有一个问题，我分别用as和ld编译、链接生成的程序运行起来没有问题，但是，我使用gcc -o cpuid cpuid.s来生成的可执行文件运行起来却会出现“段错误”的提示。我想了很久也没有弄明白。麻烦你给解释一 ...

gcc编译有两个问题。

第一， ld寻找的程序入口是_start符号，这也是我们的程序中定义了的。 而gcc寻找的入口是main符号，这个符号，我们的程序中没有定义；

第二， gcc在编译程序， 到连接那一步时， 会默认去连接一些*.o文件， 这些*.o文件里是常用的历程和符号。 用gcc -v |grep collect2可以看到即使编译一个最小的程序， gcc也会默认连接上很多*.o文件。  

段错误问题可能是和这些*.o文件有关， 因为这个程序不是C程序，不需要那些*.o文件， 而gcc连接了。

Answer 9

版主，我用gcc编译的汇编程序的入口已经使用了main，在32位的机子上，用as、ld编译链接和使用gcc编译的程序运行起来都没有任何的问题（当然，32位机子上的代码是略有不同的），只有64位的机子上才会出现我说的以上问题。不知道有没有什么办法解决呢。

版主，本人用一个简单的程序试过，在64位的机子上用as、ld生成的程序运行没有问题，但换成了gcc来生成程序运行就会出现“instruction fault“的提示。下面是程序代码（请留意一下注释的部分）：
.section .data
msg:
       .asciz  "Hello, ubuntu! \n"
.section .text
.globl main   #用as、ld生成程序时要把main改成_start
main:
                movq $msg, %rdi
                pushq %rdi
                call printf          #如果把这句话注释起来，在64位机子上用gcc生成的程序运行
                           #起来一切正常，但是加上这句话后在64位机子上用gcc生成的
                           #程序运行起来就会出错，问题出在call printf这个语句上
                movq $0, %rdi
                pushq %rdi
                call exit

[ 本帖最后由 bradpitt88 于 2008-6-2 13:39 编辑 ]