Unix下NASM之hello world，参数和压栈convention

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FreeBSD fb7.arraynetworks.com.cn 7.0-RELEASE FreeBSD 7.0-RELEASE #0: Sun Feb 24 10:35:36 UTC 2008     [email protected]:/usr/obj/usr/src/sys/GENERIC  amd64
NASM version 2.10.07 compiled on Apr 11 2013

1. section .data
   
2. message:
   
3.     db 'hello, world!', 0
   
4. section .text
   
5.     global _start
   
6.         _start:
   
7.         mov rax, 4
   
8.         mov rdi, 1
   
9.         mov rsi, message
   
10.         mov rdx, 13
    
11.         syscall
    
12.         mov rax, 1
    
13.         xor rdi, rdi
    
14.         syscall

如果需要解释的话，_start相当于函数的入口
rax传递的是调用的syscall id
rdi第一个参数，fd
rsi第二个参数，字符串
rdx第三个参数，字符串长度。
这个是x86-64的约定，参数依次为RDI, RSI, RDX, RCX, R8, R9.如果再有就需要用栈了。
写一个C代码，反汇编看看也能得到上面的结论。

1. long add(long a, int b, int c, int d, int e, int f, int g, int h, int i, int j, long k){
   
2.     long x = a + b + c + d + e + f + g;
   
3.     x = x + g + h + i +j + k;
   
4.     return x;
   
5. }
   
6. 
   
7. int main(){
   
8.     long x = add(0xfffffffff2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12);
   
9.     return 0x11;
   
10. }

反汇编会得到如下的结果

1. (gdb) disassemble main
2. Dump of assembler code for function main:
3. 0x0000000000400600 : push rbp
4. 0x0000000000400601 : mov rbp,rsp
5. 0x0000000000400604 : sub rsp,0x40
6. 0x0000000000400608 : mov esi,0x8
7. 0x000000000040060d : mov edi,0x400700
8. 0x0000000000400612 : mov eax,0x0
9. 0x0000000000400617 : call 0x40042c
10. 0x000000000040061c : mov DWORD PTR [rsp+32],0xc
11. 0x0000000000400625 : mov DWORD PTR [rsp+24],0xb
12. 0x000000000040062d : mov DWORD PTR [rsp+16],0xa
13. 0x0000000000400635 : mov DWORD PTR [rsp+8],0x9
14. 0x000000000040063d : mov DWORD PTR [rsp],0x8
15. 0x0000000000400644 : mov r9d,0x7
16. 0x000000000040064a : mov r8d,0x6
17. 0x0000000000400650 : mov ecx,0x5
18. 0x0000000000400655 : mov edx,0x4
19. 0x000000000040065a : mov esi,0x3           <----32 bit
20. 0x000000000040065f : mov rdi,0xfffffffff2  <----64bit register
21. 0x0000000000400669 : call 0x400570
22. 0x000000000040066e : mov DWORD PTR [rbp-8],rax
23. 0x0000000000400672 : mov eax,0x11

1方面能看出寄存器当参数的顺序，另一方面，居然能用32位就用32位，装不下才需要64位，不知道为啥。

另外一个需要注意的问题是，x86-64上，栈是16字节对齐的，比如如果没有参数需要从栈上传递的话，尽管返回指令压栈只占用8个字节，
但实际上，也会占用16个字节，比如下面的C代码

1. long add(long a, int b, int c){
   
2.         long x = a + b + c;
   
3.         return x;
   
4. }
   
5. 
   
6. void print(){
   
7. }
   
8. int main(){
   
9.         long x = add(0xfffffffff2, 3, 4);
   
10.         print();
    
11.         return 0x11;
    
12. }

反汇编得到的结果如下

1. (gdb) disassemble main
2. Dump of assembler code for function main:
3. 0x0000000000400570 : push rbp
4. 0x0000000000400571 : mov rbp,rsp
5. 0x0000000000400574 : sub rsp,0x10
6. 0x0000000000400578 : mov edx,0x4
7. 0x000000000040057d : mov esi,0x3
8. 0x0000000000400582 : mov rdi,0xfffffffff2
9. 0x000000000040058c : call 0x400530
10. 0x0000000000400591 : mov DWORD PTR [rbp-8],rax
11. 0x0000000000400595 : mov eax,0x0
12. 0x000000000040059a : call 0x400560
13. 0x000000000040059f : mov eax,0x11
14. 0x00000000004005a4 : leave
15. 0x00000000004005a5 : ret
16. 0x00000000004005a6 : nop
17. 0x00000000004005a7 : nop
18. 0x00000000004005a8 : nop
19. 0x00000000004005a9 : nop
20. 0x00000000004005aa : nop
21. 0x00000000004005ab : nop
22. 0x00000000004005ac : nop
23. 0x00000000004005ad : nop
24. 0x00000000004005ae : nop
25. 0x00000000004005af : nop

执行call add指令之前后的rsp变化如下

1. 0x000000000040058c in main ()
2. (gdb) info reg rsp
3. rsp 0x7fffffffeb00 0x7fffffffeb00
4. (gdb) nexti
6. Breakpoint 2, 0x0000000000400534 in add ()
7. (gdb) info reg rsp
8. rsp 0x7fffffffeaf0 0x7fffffffeaf0
9. (gdb) x /3xg 0x7fffffffeaf0
10. 0x7fffffffeaf0: 0x00007fffffffeb10 0x0000000000400591
11. 0x7fffffffeb00: 0x0000000000000001
12. (gdb)

可以看出栈顶变化了0x10也就是16个字节，其中，第一个进栈的是0x000....1，后一个进栈是是400591,这个是add函数返回后继续执行的指令。
愿意的话可以自己试一下另外一中情况，比如：

1. long add(long a, int b, int c, int d, int e, int f, int g){
   
2.         long x = a + b + c + d + e + f + g;
   
3.         return x;
   
4. }
   
5. 
   
6. int main(){
   
7.         long x = add(0xfffffffff2, 3, 4, 5, 6, 7, 8);
   
8.         return 0x11;
   
9. }

反汇编代码

1. 0x0000000000400590 <main+0>: push rbp
   
2. 0x0000000000400591 <main+1>: mov rbp,rsp
   
3. 0x0000000000400594 <main+4>: sub rsp,0x18
   
4. 0x0000000000400598 <main+8>: mov DWORD PTR [rsp],0x8
   
5. 0x000000000040059f <main+15>: mov r9d,0x7
   
6. 0x00000000004005a5 <main+21>: mov r8d,0x6
   
7. 0x00000000004005ab <main+27>: mov ecx,0x5
   
8. 0x00000000004005b0 <main+32>: mov edx,0x4
   
9. 0x00000000004005b5 <main+37>: mov esi,0x3
   
10. 0x00000000004005ba <main+42>: mov rdi,0xfffffffff2
    
11. 0x00000000004005c4 <main+52>: call 0x400530 <add>
    
12. 0x00000000004005c9 <main+57>: mov DWORD PTR [rbp-8],rax
    
13. 0x00000000004005cd <main+61>: mov eax,0x11
    
14. 0x00000000004005d2 <main+66>: leave
    
15. 0x00000000004005d3 <main+67>: ret

多了一个参数，寄存器放不下，只能放到栈上。这时候看call add前后的rsp寄存器变化

1. (gdb) nexti
2. 0x00000000004005c4 in main ()
3. (gdb) info reg rsp
4. rsp 0x7fffffffeaf8 0x7fffffffeaf8
5. (gdb) nexti
7. Breakpoint 2, 0x0000000000400534 in add ()
8. (gdb) info reg rsp
9. rsp 0x7fffffffeae8 0x7fffffffeae8
10. (gdb) x /3xg 0x7fffffffeae8
11. 0x7fffffffeae8: 0x00007fffffffeb10 0x00000000004005c9
12. 0x7fffffffeaf8: 0x0000000000000008
13. (gdb)

虽然栈顶也变化了0x10，但是依次是参数8和下一个指令的地址4005c9。