SIGSEGV使用程序集访问数组元素时

Question

背景：

我是装配新手。当我学习编程时，我创建了一个实现乘法表最多1000 * 1000的程序。这些表的格式是每个答案都在行factor1 << 10 | factor2上（我知道，我知道它不是＆n ＃39; t pretty）。然后将这些表加载到一个数组中：int* tables。空行用0填充。Here是表格文件的链接（7.3 MB）。我知道使用汇编不会加快速度，但我只是想这么做（以及一些练习）。

问题：

我试图将此代码转换为内联汇编（tables是全局代码）：

int answer;
// ...
answer = tables [factor1 << 10 | factor2];

这就是我提出的：

asm volatile ( "shll $10, %1;"
           "orl %1, %2;"
           "movl _tables(,%2,4), %0;" : "=r" (answer) : "r" (factor1), "r" (factor2) );

我的C ++代码工作正常，但我的程序集失败了。 与我的C ++相比，我的程序集（特别是movl _tables(,%2,4), %0;部分）出了什么问题

我已经做了什么来解决它：

我使用了一些随机数：89 796作为factor1和factor2。我知道 89 << 10 | 786处有一个元素（91922） - 用C ++验证了这一点。当我用gdb运行它时，我得到一个SIGSEGV：

  

编程接收信号SIGSEGV，分段故障。

在这一行：

"movl _tables(,%2,4), %0;" : "=r" (answer) : "r" (factor1), "r" (factor2) );

我在asm周围添加了两种方法，这就是我知道反汇编中asm块的位置。

反汇编asm块：

来自objdump -M att -d的反汇编看起来很好（虽然我不确定，我对汇编很新，正如我所说）：

402096: 8b 45 08                mov    0x8(%ebp),%eax
402099: 8b 55 0c                mov    0xc(%ebp),%edx
40209c: c1 e0 0a                shl    $0xa,%eax
40209f: 09 c2                   or     %eax,%edx
4020a1: 8b 04 95 18 e0 47 00    mov    0x47e018(,%edx,4),%eax
4020a8: 89 45 ec                mov    %eax,-0x14(%ebp)

来自objdump -M intel -d的反汇编：

402096: 8b 45 08                mov    eax,DWORD PTR [ebp+0x8]
402099: 8b 55 0c                mov    edx,DWORD PTR [ebp+0xc]
40209c: c1 e0 0a                shl    eax,0xa
40209f: 09 c2                   or     edx,eax
4020a1: 8b 04 95 18 e0 47 00    mov    eax,DWORD PTR [edx*4+0x47e018]
4020a8: 89 45 ec                mov    DWORD PTR [ebp-0x14],eax

根据我的理解，它将void calc ( int factor1, int factor2 )功能的第一个参数移动到eax。然后它将第二个参数移动到edx。然后它将eax向左移动10，将or移到edx。 32位整数是4个字节，因此[edx*4+base_address]。将结果移至eax，然后将eax放入int answer（我猜测它位于堆栈的-0x14）。 我真的没有看到很多问题。

反编译编译器.exe：

当我用普通C ++（asm）替换answer = tables [factor1 << 10 | factor2];块并对其进行反汇编时，这就是我在英特尔语法中得到的结果：

402096: a1 18 e0 47 00          mov    eax,ds:0x47e018
40209b: 8b 55 08                mov    edx,DWORD PTR [ebp+0x8]
40209e: c1 e2 0a                shl    edx,0xa
4020a1: 0b 55 0c                or     edx,DWORD PTR [ebp+0xc]
4020a4: c1 e2 02                shl    edx,0x2
4020a7: 01 d0                   add    eax,edx
4020a9: 8b 00                   mov    eax,DWORD PTR [eax]
4020ab: 89 45 ec                mov    DWORD PTR [ebp-0x14],eax

AT＆amp; T语法：

402096: a1 18 e0 47 00          mov    0x47e018,%eax
40209b: 8b 55 08                mov    0x8(%ebp),%edx
40209e: c1 e2 0a                shl    $0xa,%edx
4020a1: 0b 55 0c                or     0xc(%ebp),%edx
4020a4: c1 e2 02                shl    $0x2,%edx
4020a7: 01 d0                   add    %edx,%eax
4020a9: 8b 00                   mov    (%eax),%eax
4020ab: 89 45 ec                mov    %eax,-0x14(%ebp)

我对英特尔语法并不熟悉，所以我只想尝试理解AT＆amp; T语法：

首先将tables数组的基址移动到%eax。然后，将第一个参数移动到%edx。它会将%edx向左移动10，然后将or移动到第二个参数。然后，通过将%edx向左移动2，它实际上将%edx乘以4.然后，它将其添加到%eax（数组的基地址）。所以，基本上它只是这样做：[edx*4+0x47e018]（英特尔语法）或0x47e018(,%edx,4) AT＆amp; T.它将获取的元素的值移动到%eax并将其放入int answer。 此方法更多＆＃34;扩展＆＃34;，但它与我手写的程序集完全相同！那么为什么我的编译工作正常时我会给SIGSEGV？

Answer 1

我打赌（从反汇编）tables是指向数组的指针，而不是数组本身。

所以你需要：

 asm volatile ( "shll $10, %1;"
        movl  _tables,%%eax
       "orl %1, %2;"
       "movl (%%eax,%2,4)",
       : "=r" (answer) : "r" (factor1), "r" (factor2) : "eax" )   

（不要忘记最后一行中额外的咒语）。

当然有变化，如果代码处于循环中，这可能会更有效：

 asm volatile ( "shll $10, %1;"
       "orl %1, %2;"
       "movl (%3,%2,4)",
       : "=r" (answer) : "r" (factor1), "r" (factor2), "r"(tables) )   

Answer 2

这是对Mats Petersson的回答的补充 - 我写这篇文章只是因为我没有立即清楚为什么OP对反汇编的分析（他的汇编和编译器生成的分析是等价的）是不正确的。

正如Mats Petersson所解释的那样，问题是tables实际上是一个指向数组的指针，所以要访问一个元素，你必须取消引用两次。现在对我来说，在编译器生成的代码中发生 的情况并不是很明显。罪魁祸首是这条天真无邪的路线：

a1 18 e0 47 00          mov    0x47e018,%eax

对于未经训练的眼睛（包括我的眼睛），这可能看起来像值 0x47e018被移动到eax，但事实并非如此。相同操作码的英特尔语法表示为我们提供了线索：

a1 18 e0 47 00          mov    eax,ds:0x47e018

啊 - ds: - 所以它实际上不是一个值，而是一个地址！

对于现在想知道的任何人，以下是用于将值 0x47e018移动到eax的操作码和ATT语法汇编：

b8 18 e0 47 00          mov    $0x47e018,%eax