在函数内部使用DB（定义字节）时出现分段错误

Question

我正在尝试在.text部分中用汇编语言定义一个字节。我知道数据应该转到.data部分，但我想知道为什么当我这样做时它会给我一个分段错误。如果我在.data中定义字节，它不会给我任何错误，不像.text。我正在使用运行Mint 19.1的Linux机器并使用NASM + LD来编译和链接可执行文件。

这没有分段错误：

global _start
section .data
db 0x41
section .text
_start:
    mov rax, 60    ; Exit(0) syscall
    xor rdi, rdi
    syscall

这给了我一个段错误：

global _start
section .text
_start:
    db 0x41
    mov rax, 60     ; Exit(0) syscall
    xor rdi, rdi
    syscall

我正在使用以下脚本来编译和链接它：

nasm -felf64 main.s -o main.o
ld main.o -o main

我希望程序在没有任何分段错误的情况下工作，但是当我在.text中使用DB时它不会。我怀疑.text是readonly，这可能是这个问题的原因，我是否正确？有人可以向我解释为什么我的第二个代码示例是segfaults吗？

Answer 1

如果你告诉汇编程序在某处汇编任意字节，它就会。 db是一个发出字节的伪指令，因此就NASM而言，mov eax, 60和db 0xb8, 0x3c, 0, 0, 0几乎完全相同。任何一个都会将那5个字节发射到该位置的输出中。

如果您不希望将数据解码为（部分）指令，请不要将其放在执行到达的位置。

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由于您正在使用NASM1，它会将mov rax,60优化为mov eax,60，因此该指令没有您期望从源获得的REX前缀。

您为mov手动编码的REX前缀将其更改为mov到R8D而不是EAX： 41 b8 3c 00 00 00 mov r8d,0x3c

（我查看objdump -drwC -Mintel而不是查找REX前缀中的哪一位。我只记得REX.W是0x48。但0x41是x86-64中的REX.B前缀）。

因此，代码不是进行sys_exit系统调用，而是运行syscall，其中EAX = 0，即__NR_read。 （Linux内核在进程启动之前将除RSP之外的所有寄存器归零，并且在静态链接的可执行文件中，_start是真正的入口点，没有先运行动态链接器代码。因此RAX仍为零）。

$ strace ./rex 
execve("./rex", ["./rex"], 0x7fffbbadad60 /* 54 vars */) = 0
read(0, NULL, 0)                        = 0
--- SIGSEGV {si_signo=SIGSEGV, si_code=SEGV_MAPERR, si_addr=NULL} ---
+++ killed by SIGSEGV (core dumped) +++

然后执行落入syscall之后的任何内容，在这种情况下，00 00字节解码为add [rax], al，因此是段错误。如果你在GDB中运行你的代码，你会看到这个。

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脚注1：如果您使用的YASM没有优化到32位操作数大小：

英特尔的手册说，在一条指令上有2个REX前缀是违法的。我预计非法指令错误（#UD机器异常 - >内核提供SIGILL），但我的Skylake CPU忽略第一个REX前缀并将其解码为mov rax, sign_extended_imm32。

单步，它被视为一个长指令，所以我猜Skylake选择像多个前缀的其他情况一样处理它，其中只有一个类型的最后一个有效。 （但请记住，这不是面向未来的，其他x86 CPU可以采用不同的方式处理它。）