在C中调用NASM函数

Question

我正在学习x86汇编语言，并希望在C中调用NASM函数。当我运行程序时，会出现以下错误：

“段错误（核心已转储）”

我已尝试多种变体的简单测试函数，但每次都在同一位置停止。

以下是我的asm和c文件：

div.asm:

global _test

_test:
    push    ebp
    mov     ebp, esp
    push    ebx
    mov     eax, [ebp+8]
    mov     ebx, [ebp+12]
    div     ebx
    pop     ebp
    ret

main.c:

#include <stdio.h>

extern unsigned int test (unsigned int, unsigned int);

int main(void)
{
    printf("%d\n", div(85,5));
    return 0;
}

我使用以下方式编译和链接文件：

我编译并链接这些文件：

nasm -f elf -o div.o div.asm
gcc -m32 -c -o main.o main.c
gcc -m32 -o run div.o main.o

我在一台虚拟机中使用了64位Linux。

这里有什么错误，应该如何解决？

- Daniel Hiller

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使用调试器找出导致错误的指令。请参阅 x86 标签 wiki 的 FAQ 部分（http://stackoverflow.com/tags/x86/info），其中有一些常见问题：push/pop 不匹配和 div 问题。 - Peter Cordes

哦，说得好，是的，Linux不会破坏以 _ 开头的名称。你正在调用的 test 函数甚至不是你组装的 _test 函数！既然它链接了，那么这个符号肯定存在于某个库中，我猜？再次强调，调试器非常重要。使用 -g 编译。像这样：gcc -m32 -Wall -Wextra -Og -g main.c div.o -o run - Peter Cordes

等一下。你调用了一个名为div的函数，但是在你的代码中没有定义它。你在汇编中定义的函数叫做“test”。 - Leandros

浮点异常是因为您正在将EDX:EAX除以EBX，商可能不适合32位寄存器。您没有清除_EDX_。在进行div之前尝试放置xor edx, edx以确保被除数的高32位为零。 - Michael Petch

@PaulOgilvie：他在谈论C代码。它有一个test()的原型，但调用了div()。 - Peter Cordes

Answer 1

您忘记了弹出 ebx 寄存器（或者至少将堆栈恢复为原始状态）：

push    ebp
mov     ebp, esp
push    ebx         ; you push it here
mov     eax, [ebp+8]
mov     ebx, [ebp+12]
xor     edx,edx     ; ..and you must zero edx
div     ebx
pop     ebx         ; forgot to pop it here
pop     ebp
ret

- Paul Ogilvie

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你需要恢复调用者的 ebx！最好的方法是一开始就不要使用保留调用寄存器（例如使用 ecx）。更好的方法是 div [ebp+12]。 - Peter Cordes

@PaulOgilvie：pop ebx 的加载部分是必要的。当然，add esp, 4（而不是 add sp, 4），或者传统的 mov esp, ebp 部分的 leave 可以恢复 esp，这样 pop ebp / ret 就可以工作了，但仍然存在严重的破坏 ebx 的错误。这不是一个有效的建议。 - Peter Cordes

但是保罗，由于他在Linux上创建了一个32位应用程序，CDECL指定某些寄存器需要被函数保留。特别地：_寄存器EAX、ECX和EDX是调用者保存的，其余的是被调用者保存的_。如果_EBX_实际上没有恢复，你以后可能会遇到一些讨厌的错误。开始时它可能看起来可以工作，但最终那个错误会咬你的屁股。 - Michael Petch

你展示了堆栈错误，但你的建议"不要使用pop ebx，而是用add sp,4"是错误的。函数需要保留EBX的值，所以在返回之前必须恢复EBX的值。根据32位代码的CDECL调用约定，add sp,4修复了堆栈，但不会恢复EBX。 - Michael Petch

@MichaelPetch，我明白了。我从我的答案中删除了这行代码。 - Paul Ogilvie

Answer 2

不清楚您是否解决了问题。除了其他问题之外，您需要确保在main.c中调用函数与div.asm中的调用匹配。例如，如果您创建了一个汇编函数_test，则需要将其声明为extern并在main中实际使用该函数。例如：

#include <stdio.h>

extern unsigned int _test (unsigned int, unsigned int);

int main(void)
{
    printf("%d\n", _test (85,5));    /* you are calling div here, not _test */
    return 0;
}

你的函数名称并不是你的汇编对象文件div.o的名称 -- 正如评论中指出的，div是一个无符号除法，在stdlib.h中与ldiv和lldiv声明。

你在汇编函数文件中的global声明必须与你在main中声明的名称匹配，例如:

    global _test

_test:
    push    ebp
    mov     ebp, esp
    mov     eax, [ebp+8]
    xor     edx, edx
    div     dword [ebp+12]
    mov     esp, ebp
    pop     ebp
    ret

现在，您可以编译、链接并运行您的测试文件：

$ nasm -f elf -o div.o div.asm
$ gcc -m32 -c -o main.o main.c
$ gcc -m32 -o run div.o main.o
$./run
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或者对于编译/链接，只需简单执行以下操作：

$ nasm -f elf -o div.o div.asm
$ gcc -m32 -o run main.c div.o

- David C. Rankin