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Wie vermeide ich Segmentierungsfehler bei Verwendung des Basiszeigerregisters (%rbp) in der Inline-Assembly?

Barbara Streisand
Barbara StreisandOriginal
2024-12-22 13:58:14797Durchsuche

How to Avoid Segmentation Faults When Using the Base Pointer Register (%rbp) in Inline Assembly?

Verwendung des Basiszeigerregisters (%rbp) innerhalb von Inline-ASM

Inline-Assembly (Inline-ASM) ist eine Technik, die die Einbindung von ermöglicht Assembler-Anweisungen direkt im C-Code. Die Verwendung von Inline-ASM mit dem Basiszeigerregister (%rbp) ist eine häufige Voraussetzung für die Ausführung verschiedener Aufgaben. Es ist jedoch wichtig zu verstehen, wie %rbp in Inline-ASM korrekt verwendet wird, um Probleme zu vermeiden.

Im bereitgestellten Codebeispiel:

void Foo(int &x)
{
    asm volatile ("pushq %%rbp;"         // 'prologue'
                  "movq %%rsp, %%rbp;"   // 'prologue'
                  "subq , %%rsp;"     // make room

                  "movl , -12(%%rbp);" // some asm instruction

                  "movq %%rbp, %%rsp;"  // 'epilogue'
                  "popq %%rbp;"         // 'epilogue'
                  : : : );
    x = 5;
}

Das Ziel besteht darin, einige Montageanweisungen auszuführen Beibehalten des aktuellen Stapelrahmens durch Drücken und Entfernen von %rbp, dem Basiszeigerregister. Der Zugriff auf die Variable x nach dem Inline-ASM führt jedoch zu einem Segmentierungsfehler. Dies liegt daran, dass der Inline-ASM den Stapelrahmen auf eine Weise ändert, die den gespeicherten Wert von %rbp beschädigt.

Das Problem verstehen:

Der Fehler entsteht durch den Push Die Anweisung im Inline-ASM schiebt einen Wert auf den Stapel in der roten Zone unter %rsp, wo der Compiler einen wichtigen Wert gespeichert hatte. Die rote Zone ist ein Speicherbereich, der für die Verwendung durch den Compiler und das Betriebssystem bei Funktionsaufrufen reserviert ist. Indem der Inline-ASM einen Wert in diesen Bereich schiebt, blockiert er den gespeicherten Wert, was zu einem Segmentierungsfehler führt, wenn versucht wird, auf x zuzugreifen.

Lösung:

Um dieses Problem zu beheben Problem: Vermeiden Sie die Verwendung der roten Zone für Stapelmanipulationen innerhalb des Inline-ASM. Es gibt mehrere Möglichkeiten, dies zu erreichen:

  1. Verwenden Sie einen Speicheroperanden für den Arbeitsspeicher:Deklarieren Sie temporäre Variablen im Nicht-Inline-ASM-Code, z. B. ein Array, und übergeben Sie sie Adressen als Speicheroperanden an den Inline-ASM übergeben. Daten können innerhalb des Inline-Asms in diese Variablen geschrieben und von ihnen gelesen werden.
  2. Stapelplatz manuell zuweisen/freigeben: Wenn Sie mehr Stapelplatz benötigen, weisen Sie ihn manuell vor dem Inline-Asm mit subq zu $12, %rsp und geben Sie die Zuordnung frei, nachdem Sie addq $12, %rsp verwendet haben. Achten Sie jedoch darauf, nahegelegene Werte auf dem Stapel nicht zu beschädigen.
  3. Stapelzeiger manuell anpassen: Lassen Sie zusätzlichen Platz auf dem Stapel, bevor Sie den Inline-ASM mit subq $128, %rsp betreten und bevor Sie ihn verlassen mit addq $128, %rsp. Dies ermöglicht die Nutzung des gesamten Stapelspeichers, ohne sich Gedanken über die rote Zone machen zu müssen.

Allgemeine Richtlinien für die Verwendung von Inline-ASM:

  • Verwenden Sie Inline-ASM nur minimal , nur wenn dies für Vorgänge erforderlich ist, die in C nicht effizient implementiert werden können.
  • Befolgen Sie die richtige Syntax und Semantik für Assembleranweisungen und Einschränkungen.
  • Vermeiden Sie die Überlastung von Registern oder Speicherbereichen, die den umgebenden Code beeinträchtigen könnten.
  • Kommunizieren Sie mit dem Compiler unter Verwendung korrekter Eingabe- und Ausgabebeschränkungen, um ordnungsgemäße Funktionsaufrufkonventionen und Datenverarbeitung sicherzustellen.

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