W jaki sposób przekazywane są parametry podczas wywoływania Printf z 64-bitowego asm?

Question

Uczę się znowu języka asemblerowego, a jedyny problem, jaki miałem do tej pory, to nawiązywanie połączeń z C. Książka, którą mam, jest przystosowana do 32-bitowego, a ja pracuję w 64-bitowym. Najwyraźniej istnieje duża różnica w konwencjach wywoływania, a witryna http://www.x86-64.org/documentation jest niedostępna. Więc po kilku kopaniu/testowaniu, kompilowaniu programów dummy w C i spędzeniu 3 dni na tym pomyślałem, że opublikuję moje wyniki, jeśli pomoże to ktokolwiek inny.

Czy RAX wymaga podania liczby zmiennoprzecinkowej? Czy wyściółka stosu "przestrzeń cienia" 16 lub 32 bity? Czy to makro służy do dopasowywania stosu do potrzeb użytkownika w przypadku małych programów? Wiem, że możesz NOP-pad kod z wyrównaniem, nie byłem pewien ramie stosu.

; pf.asm compiled with 'nasm -o pf.o -f elf64 -g -F stabs' 
; linked with 'gcc -o pf pf.o' 
; 64-bit Bodhi (ubuntu) linux 

%include "amd64_abi.mac" 
[SECTION .data] 
First_string: db "First string.",10,"%s", "%d is an integer. So is %d",10 
       db "Floats XMM0:%5.7f XMM1:%.6le XMM2:%lg",10,0 
Second_String: db "This is the second string... %s's are not interpreted here.",10 
       db " Neither are %d's nor %f's. 'Cause it is a passed value.", 10, 0 
; Just a regular string for insert. 
[SECTION .bss] 
[SECTION .text] 
EXTERN printf 
GLOBAL main 
main: 
_preserve_64AMD_ABI_regs ; Saves RBP, RBX, R12-R15 
mov rdi, First_string ; Start of string to be formatted. Null terminated 
mov rsi, Second_String ; String addy of first %s in main string. Not interpretted 
mov rcx, 0456   ; Second Integer (Register is specific for ordered arguments.) 
mov rdx,; First integer (Order of assignment does not matter.) 
         ; Order of Integer/Pointer Registers: 
         ; $1:RDI $2:RSI $3:RDX $4:RCX $5:R8 $6:R9 

mov rax,0AABBCCh   ; Test value to be stored in xmm0 
cvtsi2sd xmm0, rax  ; Convert quad to scalar double 
mov rax,003333h   ; Test value to be stored in xmm1 
cvtsi2sd xmm1, rax  ; Convert quad to scalar double 
cvtsi2sd xmm2, rax  ; Convert quad to scalar double 
divsd xmm2, xmm0  ; Divide scalar double 

sub rsp, 16    ; Allocates 16 byte shadow memory 
_prealign_stack_to16 ; Move to the lower end 16byte boundry (Seg-Fault otherwise) 
; mov rax, 3    ; Count of xmm registers used for floats. ?!needed?! 
Before_Call: 
call printf    ; Send the formatted string to C-printf 
_return_aligned_stack ; Returns RSP to the previous alignment 
add rsp, 16    ; reallocate shadow memory 

_restore_64AMD_ABI_regs_RET 
; Ends pf.asm 

; amd64_abi.mac 
; Aligns stack (RSP) to 16 byte boundry, padding needed amount in rbx 
%macro _preserve_64AMD_ABI_regs 0 
push rbp 
mov rbp, rsp 
push rbx 
push r12 
push r13 
push r14 
push r15 
%endmacro 

%macro _restore_64AMD_ABI_regs_RET 0 
pop r15 
pop r14 
pop r13 
pop r12 
pop rbx 
mov rsp, rbp 
pop rbp 
ret 
%endmacro 

%macro _prealign_stack_to16 0 
mov rbx, 0Fh   ; Bit mask for low 4-bits 10000b = 16 :: 01111b = 15b 
and rbx, rsp   ; get bits 0-3 into rbx 
sub rsp, rbx   ; remove them from rsp, rounding down to multiple of 16 (10h) 
%endmacro 

; De-aligns stack (RSP)from 16 byte boundry using saved rbx offset 
%macro _return_aligned_stack 0 
add rsp, rbx 
%endmacro 

WYJŚCIE: Pierwszy ciąg. To jest drugi ciąg ...% s nie są tutaj interpretowane. Nie ma również% d, ani% f. Ponieważ jest to przekazana wartość. 123 jest liczbą całkowitą. Więc jest 456 pływaków XMM0: +11189196,0000000 XMM1: 1.310700e + 04 XMM2: 0,0011714

Zasoby: System V ABI v0.96: http://www.uclibc.org/docs/psABI-x86_64.pdf (nie jest dostępny w x86-64.org Witryna jest w trakcie) Zgromadzenie Język Krok po kroku. Jeff Duntemann Rozdział 12 Zestaw instrukcji Intel 64-bit. http://www.intel.com/content/www/us/en/processors/architectures-software-developer-manuals.html

Answer 1

Tak, RAX (faktycznie AL) powinien zawierać liczbę użytych rejestrów XMM.

Twój kod wyrównania stosu jest zbyt skomplikowany, zwykle po prostu robisz AND rsp, -16. Ponadto wyrównanie stosu jest zwykle wykonywane tylko raz (zwykle na początku main), a następnie jest utrzymywane przez odpowiednie dostosowanie wartości rsp.

SYSV ABI nie korzysta z przestrzeni cienia (to konwencja microsoft) zamiast tego używa "czerwonej strefy", ale to nie ma wpływu na sekwencję wywołującą.

Aktualizacja o wyrównanie stosu:

W funkcjach, które już się wyrównane RSP (ogólnie wszystko oprócz main), po prostu upewnij się jakieś zwane funkcje z kolei uzyskać RSP się zmieniło przez wielokrotność 16.

Jeśli używasz standardowego wskaźnika ramki, twoje funkcje zaczynają się od PUSH RBP, więc musisz tylko upewnić się, że alokujesz spację w wielokrotności 16 (jeśli jest to konieczne), tak jak:

push rbp 
mov rbp, rsp 
sub rsp, n*16 
... 
mov rsp, rbp 
pop rbp 
ret 

W przeciwnym razie będziesz musiał zrekompensować 8 bajtów RIP umieszczone na stosie (jak słusznie zauważył, że w swoim komentarzu):

sub rsp, n*16+8 
... 
add rsp, n*16+8 
ret 

Oba powyższe stosuje się tylko jeśli zadzwonisz inne funkcje, czyli funkcje liścia, możesz robić, co chcesz.Ponadto, czerwona strefa wspominałem wcześniej jest przydatna w funkcji liści, ponieważ można używać 128 bajtów na podstawie wskaźnika stosu bez wyraźnego podziału, co oznacza, nie trzeba regulować RSP w ogóle:

; in leaf functions you can use memory under the stack pointer 
; (128 byte red zone) 
mov [rsp-8], rax