Clang使用-nostdlib生成崩溃代码
我正在为可执行文件设置我自己的运行时环境，我不能得到clang（v3.4-1ubuntu1，target：x86_64-pc-linux-gnu）来生成一个不会发生段错误的可执行文件。 我已将问题减少到以下几点：
如果我有一个文件crt1.c除了满足_start符号的链接器要求之外什么都不做：
void _start(char *arguments, ...) { } 然后我用clang -nostdlib crt1.c编译它，它产生以下可执行文件（来自objdump -d a.out ）：
a.out: file format elf64-x86-64 Disassembly of section .text: 0000000000400150 : 400150: 55 push %rbp 400151: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp 400154: 48 81 ec f0 00 00 00 sub $0xf0,%rsp 40015b: 84 c0 test %al,%al 40015d: 0f 29 bd 30 ff ff ff movaps %xmm7,-0xd0(%rbp) 400164: 0f 29 b5 20 ff ff ff movaps %xmm6,-0xe0(%rbp) 40016b: 0f 29 ad 10 ff ff ff movaps %xmm5,-0xf0(%rbp) 400172: 0f 29 a5 00 ff ff ff movaps %xmm4,-0x100(%rbp) 400179: 0f 29 9d f0 fe ff ff movaps %xmm3,-0x110(%rbp) 400180: 0f 29 95 e0 fe ff ff movaps %xmm2,-0x120(%rbp) 400187: 0f 29 8d d0 fe ff ff movaps %xmm1,-0x130(%rbp) 40018e: 0f 29 85 c0 fe ff ff movaps %xmm0,-0x140(%rbp) 400195: 48 89 bd b8 fe ff ff mov %rdi,-0x148(%rbp) 40019c: 4c 89 8d b0 fe ff ff mov %r9,-0x150(%rbp) 4001a3: 4c 89 85 a8 fe ff ff mov %r8,-0x158(%rbp) 4001aa: 48 89 8d a0 fe ff ff mov %rcx,-0x160(%rbp) 4001b1: 48 89 95 98 fe ff ff mov %rdx,-0x168(%rbp) 4001b8: 48 89 b5 90 fe ff ff mov %rsi,-0x170(%rbp) 4001bf: 0f 84 5b 00 00 00 je 400220 4001c5: 0f 28 85 c0 fe ff ff movaps -0x140(%rbp),%xmm0 4001cc: 0f 29 85 70 ff ff ff movaps %xmm0,-0x90(%rbp) 4001d3: 0f 28 8d d0 fe ff ff movaps -0x130(%rbp),%xmm1 4001da: 0f 29 4d 80 movaps %xmm1,-0x80(%rbp) 4001de: 0f 28 95 e0 fe ff ff movaps -0x120(%rbp),%xmm2 4001e5: 0f 29 55 90 movaps %xmm2,-0x70(%rbp) 4001e9: 0f 28 9d f0 fe ff ff movaps -0x110(%rbp),%xmm3 4001f0: 0f 29 5d a0 movaps %xmm3,-0x60(%rbp) 4001f4: 0f 28 a5 00 ff ff ff movaps -0x100(%rbp),%xmm4 4001fb: 0f 29 65 b0 movaps %xmm4,-0x50(%rbp) 4001ff: 0f 28 ad 10 ff ff ff movaps -0xf0(%rbp),%xmm5 400206: 0f 29 6d c0 movaps %xmm5,-0x40(%rbp) 40020a: 0f 28 b5 20 ff ff ff movaps -0xe0(%rbp),%xmm6 400211: 0f 29 75 d0 movaps %xmm6,-0x30(%rbp) 400215: 0f 28 bd 30 ff ff ff movaps -0xd0(%rbp),%xmm7 40021c: 0f 29 7d e0 movaps %xmm7,-0x20(%rbp) 400220: 48 8b 85 b0 fe ff ff mov -0x150(%rbp),%rax 400227: 48 89 85 68 ff ff ff mov %rax,-0x98(%rbp) 40022e: 48 8b 8d a8 fe ff ff mov -0x158(%rbp),%rcx 400235: 48 89 8d 60 ff ff ff mov %rcx,-0xa0(%rbp) 40023c: 48 8b 95 a0 fe ff ff mov -0x160(%rbp),%rdx 400243: 48 89 95 58 ff ff ff mov %rdx,-0xa8(%rbp) 40024a: 48 8b b5 98 fe ff ff mov -0x168(%rbp),%rsi 400251: 48 89 b5 50 ff ff ff mov %rsi,-0xb0(%rbp) 400258: 48 8b bd 90 fe ff ff mov -0x170(%rbp),%rdi 40025f: 48 89 bd 48 ff ff ff mov %rdi,-0xb8(%rbp) 400266: 4c 8b 85 b8 fe ff ff mov -0x148(%rbp),%r8 40026d: 4c 89 45 f8 mov %r8,-0x8(%rbp) 400271: 48 81 c4 f0 00 00 00 add $0xf0,%rsp 400278: 5d pop %rbp 400279: c3 retq
可执行文件在地址40015d处的指令处崩溃，并出现分段错误 – 保存％xmm7的指令。 我不知道为什么clang正在拯救这些，gcc没有产生这样的指示。
在％rbp中传递的值是7fffffffe588，它不是16字节对齐的，我猜在某种意义上解释了分段错误。 但是我怎么能让它发挥作用呢？ 得到它来压制那些保存说明？ 得到它以某种方式对齐rbp指针？
编辑 ：我想这个问题归结为clang产生的代码假定％rsp将是16字节对齐的事实。 这是一个有效的假设吗？ 为什么在这个例子中不正确？
编辑：找到解决方案 – 跳过以下看…
首先，确保堆栈（ %rsp ）是16字节对齐的：
pushq %rbp movq %rsp, %rbp andq $-0x10, %rsp ; rsp = rsp & 0xffffffffffffff0
这是有问题的，因为通常调用者有责任确保%rsp是16字节对齐的，因为%rbp + 16.n可能不在16字节边界上。 所以也许movq %rsp, %rbp应该出现在movq %rsp, %rbp的对齐之后。
sub $0xf0, %rsp分配堆栈空间的0xf0字节; 0xf0是（16）的倍数。 如果%rsp movaps %xmm7, -0xd0(%rbp)不是16字节对齐，则movaps %xmm7, -0xd0(%rbp) => movaps %xmm7, 0x20(%rsp) 。 换句话说，SSE寄存器存储在%rsp + 32 。 如果不对齐，则会引发“一般保护exception”，即段错误。
您可能遇到的另一个问题是读取/写入-0x170(%rbp) =>这是-0x80(%rsp) ，它是红色区域的边界（或过去？我可能在我的偏移中）。 由于这是一个叶子函数，你可以自由使用它，但不能写它。
注意：如果调用了函数，则应从%rsp减去另外的（8）个字节以确保16字节对齐。 这将反过来影响(%ebp)的偏移。
我不是在这里检查ABI标准，我可能犯了一些错误; 所以最好检查一下x86-64 SysV ABI （3.2节）。
解决方案：使用-mstackrealign标志编译上述函数显式地将%rsp -mstackrealign对齐到16字节边界。 我在OS X上使用了clang，它与调用约定和对齐要求的x86-64 SysV（x86-64 ELF / Linux）基本相同：
clang -nostdlib -mstackrealign -c crt1.c
0000000000000000 pushq %rbp 0000000000000001 movq %rsp, %rbp 0000000000000004 andq $0xfffffffffffffff0, %rsp 000000000000000b subq $0x170, %rsp 0000000000000012 testb %al, %al ...
顺便说一句 – 这可以通过使所有加载/存储相对于%rsp来完全避免%rbp问题。 因此，没有使用红色区域 – 至少使用Apple的基于LLVM 3.3的铿锵声。