printf上的分段错误-NASM 64bit Linux

Question

我尝试使用scanf输入四个浮点数，将它们存储到堆栈中，然后使用vmovupd将它们复制到寄存器中以供使用。 我的问题是，当我尝试输出这4个数字时， printf的程序段错误。

我认为它与堆栈有关，但是我尝试多次弹出（一次执行多个指令）无济于事。 我还是汇编编码的新手，因此使用gdb对我来说有点先进。

您会发现我包含了一个名为debug的文件。 它使我可以查看寄存器和堆栈（这就是为什么要有dumpstack指令的原因。）这是由我的教授提供的，它确实提供了一些帮助，但显然还不够（或者也许我只是缺少了一些东西）。

这是.cpp ：

#include <iostream>

using namespace std;

extern "C" double ComputeElectricity();

int main()
{
    cout << "Welcome to electric circuit processing by Chris Tarazi." << endl;
    double returnValue = ComputeElectricity();
    cout << "The driver received this number: " << returnValue << endl; 
    return 0;
}

这是ASM代码：

%include "debug.inc"
extern printf
extern scanf
global ComputeElectricity

;---------------------------------Declare variables-------------------------------------------

segment .data

greet db "This progam will help you analyze direct current circuits configured in parallel.", 10, 0
voltage db "Please enter the voltage of the entire circuit in volts: ", 0
first db "Enter the power consumption of device 1 (watts): ", 0
second db "Enter the power consumption of device 2 (watts): ", 0
third db "Enter the power consumption of device 3 (watts): ", 0
fourth db "Enter the power consumption of device 4 (watts): ", 0
thankyou db "Thank you. The computations have completed with the following results.", 10, 0
circuitV db "Curcuit total voltage: %1.18lf v", 10, 0
deviceNum db "Device number:                1                    2                    3                    4", 10, 0
power db "Power (watts): %1.18lf %1.18lf %1.18lf %1.18lf", 10, 0
current db "Current (amps): %1.18lf %1.18lf %1.18lf %1.18lf", 10, 0
totalCurrent db "Total current in the circuit is %1.18lf amps.", 10, 0
totalPower db "Total power in the circuit is %1.18lf watts.", 10, 0

bye db "The analyzer program will now return total power to the driver.", 10, 0

string db "%s", 0
floatfmt db "%lf", 0
fourfloat db "%1.18lf %1.18lf %1.18lf %1.18lf", 0

;---------------------------------Begin segment of executable code------------------------------

segment .text

dumpstack 20, 10, 10

ComputeElectricity:

;dumpstack 30, 10, 10

;---------------------------------Output greet message------------------------------------------

    mov qword rax, 0
    mov rdi, string 
    mov rsi, greet
    call printf

;---------------------------------Prompt for voltage--------------------------------------------

    mov qword rax, 0
    mov rdi, string
    mov rsi, voltage
    call printf

;---------------------------------Get  voltage--------------------------------------------------

    push qword 0
    mov qword rax, 0
    mov rdi, floatfmt
    mov rsi, rsp
    call scanf
    vbroadcastsd ymm15, [rsp]
    pop rax

;---------------------------------Prompt for watts 1--------------------------------------------

    mov qword rax, 0
    mov rdi, string
    mov rsi, first
    call printf

;---------------------------------Get watts 1---------------------------------------------------

    push qword 0
    mov qword rax, 0
    mov rdi, floatfmt
    mov rsi, rsp
    call scanf

;---------------------------------Prompt for watts 2--------------------------------------------

    mov qword rax, 0
    mov rdi, string
    mov rsi, second         
    call printf 

;---------------------------------Get watts 2---------------------------------------------------

    push qword 0
    mov qword rax, 0
    mov rdi, floatfmt
    mov rsi, rsp
    call scanf

;---------------------------------Prompt for watts 3--------------------------------------------

    mov qword rax, 0
    mov rdi, string
    mov rsi, third      
    call printf 

;---------------------------------Get watts 3---------------------------------------------------

    push qword 0
    mov qword rax, 0
    mov rdi, floatfmt
    mov rsi, rsp
    call scanf

;---------------------------------Prompt for watts 4--------------------------------------------

    mov qword rax, 0
    mov rdi, string
    mov rsi, fourth 
    call printf 

;---------------------------------Get watts 4---------------------------------------------------

    push qword 0
    mov qword rax, 0
    mov rdi, floatfmt
    mov rsi, rsp
    call scanf

    ;dumpstack 50, 10, 10

;---------------------------------Move data into correct registers------------------------------

    vmovupd ymm14, [rsp]                ; move all 4 numbers from the stack to ymm14

    pop rax
    pop rax
    pop rax
    pop rax

    ;dumpstack 55, 10, 10       

    vextractf128 xmm10, ymm14, 0        ; get lower half
    vextractf128 xmm11, ymm14, 1        ; get upper half

;---------------------------------Move data into low xmm registers------------------------------

    movsd xmm1, xmm11                   ; move ymm[128-191] (3rd value) into xmm1
    movhlps xmm0, xmm11                 ; move from highest value from xmm11 to xmm0

    movsd xmm3, xmm10
    movhlps xmm2, xmm10

    ;showymmregisters 999

;---------------------------------Output results-------------------------------------------------

    ;dumpstack 60, 10, 10

    mov rax, 4
    mov rdi, fourfloat
    push qword 0
    call printf
    pop rax

ret

Answer 1

问题在于您的堆栈使用情况。

首先，ABI文档要求在 call 之前将rsp对齐16字节。

由于call会将8字节的返回地址压入堆栈，因此您需要将rsp调整为16加8的倍数，以返回到16字节对齐。 16 * n + 8 包括对RSP的任何push指令或其他更改，而不仅仅是sub rsp, 24 。 这是造成段错误的直接原因，因为printf将使用对齐的SSE指令，这将对未对齐的地址产生错误。

如果您解决了该问题，则堆栈仍然不平衡，因为您一直在推入值，但从不弹出它们。 很难理解您想对堆栈做什么。

通常的方法是在函数的开头（序言）为本地人分配空间，并在函数的结尾（结尾）释放空间。 如上所述，此数量（包括任何推送）应为16加8的倍数，因为函数入口上的RSP（在调用者call ）距离16字节边界8字节。

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在大多数glibc版本中，当AL！= 0时， printf仅关心16字节的堆栈对齐。（因为这意味着有FP args，因此它将所有XMM寄存器转储到堆栈中，以便可以为%f转换建立索引）

如果您使用未对齐的堆栈来调用它，即使它在您的系统上正常工作，这仍然是一个错误； 未来的glibc版本可能会包含依赖16字节堆栈对齐的代码，即使没有FP args也是如此。 例如，在大多数GNU / Linux发行版中，即使AL=0 ， scanf确实也会在未对齐的堆栈上崩溃。