由cmp引起的分段错误

Question

我目前正在学习汇编语言，但是遇到了困难。

假设我有以下C代码：

for ( int i = 100; i > 0; i-- ) {
  // Some code
}

现在我想用汇编语言做同样的事情。我尝试了这样做：

__asm__ ("movq $100, %rax;"
        ".loop:"
        //Some code
        "decq %rax;"
        "cmpq $0, (%rax);"
        "jnz .loop;"
);

编译并运行结果导致段错误。如果我删除cmpq行，则不会发生段错误。但是，程序当然也无法终止。

因此，我的问题基本上是我在这里做错了什么？

- Giganull

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如果你正在编写内联汇编，那么纯粹的 asm 可能不是你想要的。也许你需要学习 extended asm。https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Extended-Asm.html。 - llllllllll

错误：1）如答案所述的内存访问 2）不同的循环类型（您的汇编是i = 100; do { .. } while (--i);，而不是for。3）根本不需要cmp，dec指令也会设置零标志，因此decq %rax``jnz .loop就足够了。“将不会终止”=其他问题4）内联汇编比普通汇编更难，可能需要先学习x86-64汇编基础知识，然后再转向C中的内联汇编5）使用一些教程+书籍，至少要理解您的语法（“gas”或“AT＆T”），最重要的是指令参考指南。...这对我来说是一个“低投入”的问题。 - Ped7g

只有一个注：如果您已经有了 C 代码，请使用编译器来查看它的编译情况。如果没有进行任何可观察的操作，要强制使用优化同时保留您的代码可能会很棘手，因此最好使用真实的应用程序代码进行检查，打印一些结果等，以避免优化器完全删除代码。 - Ped7g

除了实际答案之外，如果您在内联汇编中更改寄存器，则需要告诉编译器（特别是如果您打开了优化）。如果您修改内联汇编中的RAX，编译器可能会认为RAX在您的代码运行之前和之后是相同的。如果您进行修改，这可能会导致程序运行不正确。您需要查看GCC的扩展内联汇编文档。至少，您需要为所有修改的寄存器添加占位符。 - Michael Petch

@PeterCordes 当然可以...但是C语言中的for就是这个意思。:) 而且优化器会将其更改为do {} while，因为它很聪明，而不是因为C源代码是这样编写的。我的意思是，我们可能在所有方面都达成了一致，只是我从不同的角度写了出来？ - Ped7g

Answer 1

cmpq $0, (%rax)

这条指令将尝试读取rax中地址的内存。

第一次rax的值为99。地址99未映射，因此程序崩溃。

您打算将rax中的值与0进行比较，因此请删除括号。

cmpq $0, %rax

- Jonathon Reinhart

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非常感谢，问题已解决。 - Giganull

不客气。请记得给有帮助的答案点赞，并接受解决您问题的答案。欢迎来到 Stack Overflow。 - Jonathon Reinhart

一个观察是 cmpq 可以完全消除。 - Michael Petch

Answer 2

以下指令：

cmpq $0, (%rax)

正在访问由rax寄存器指定的内存地址，其值为99。

第一个内存页未被映射。该内存地址99属于第一个内存页。因此，上述访问导致分段错误。

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您不需要间接引用，而是需要：

cmpq $0, %rax

也就是说，你想要比较的是rax寄存器中的内容，而不是rax指定内存地址中的内容。

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考虑优化cmp指令：

decq %rax紧接着cmp $0, %rax指令，如果rax为零，则设置ZF标志。条件跳转是基于ZF标志的状态执行的：

decq %rax
cmpq $0, %rax
jnz .loop

< p > dec 指令会影响 ZF 标志位（就像 cmp 一样），所以如果将 rax 减一的结果为零，ZF 将被设置。你可以利用这个事实，在 dec 之后直接放置 jnz。你根本不需要使用 cmp：

decq %rax
jnz .loop

- ローウ

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而你 * 真正 * 想要的是在已由 dec 设置的标志上进行 jnz。 - Peter Cordes

没错，整个指令可以被优化掉。 - JFMR

相关：当您需要重新测试寄存器是否为零/非零时，test %rax,%rax通常是最优的方法；它设置FLAGS与cmp $0, %rax相同。无论如何，现在已经点赞，因为您解决了XY问题的一部分，但只有MichaelPetch的评论解决了将其放入GNU C“Basic”asm（不安全，因为没有clobber列表）的问题。 - Peter Cordes

Answer 3

从%rax中去掉括号可以得到rax的值。添加括号基本上告诉汇编器，“嘿！rax保存了一个地址，请返回该地址中的内容”。因此，

cmpq $0, %rax

这是您需要做的事情。

- Muzahir Hussain