Q&A
_write()のプロトタイプ宣言を書くと消えませんか？（理由は分からないので聞かないで下さいｗ）
疑問に思ったところがあります。
前回の質問とちょっと前に質問したものなんですが・・・
アセンブリのコンパイルができません。
スタック領域の順番が同じになってしまいます。
**スタックの領域に入る変数の順序は決まってはいない。**ということのですね。
レジスタに値を入れる場合、
・即値をレジスタに直接代入する。
・スタック領域のポインタをレジスタに入れる。
の2通りでしょうか？？
下の方の場合なんですが・・・
１)、スタック領域につまれる順序が決まっていないなら、レジスタに代入したいポインタを探すのが困難ですよね？
（つまり・・・スタック → レジスタに入れるとき、スタックの場所がわからないということです。）
順番を定めた方がよいのではないかと思います。
（配列や構造体は除く）
（前回の質問では、スタック領域に入っている値がどのアドレスに入ってるかがまるで分かりませんでした。）
２)、前回の質問でも、出てきたのですが、システムコールを呼ぶ時のパラメータをいれるレジスタは必ず固定なのでしょうか？？
「どの値をどのレジスタに代入しなくてはならない」というのは決まっているのでしょうか？
raxやeaxはそれぞれ、64bit, 32bitですが、コンパイラが出力するレジスタは混合して出力されます。
raxとeaxの使い分けはどのようにすれば良いのでしょうか？
３)、前回の質問を見てもらえば分かるのですが、
mov 8(%rsp), %rbx
mov 12(%rsp), %rcx
mov 16(%rsp), %rdx
スタックポインタを4倍しているんですか？毎回4の倍数が指定されているのはなぜでしょうか？？
char = 1B
int = 4B
なので、変数が違えば、8,12,16などの値も変わるんですか？
４)、前回の質問のアセンブリを載せます。文字列が見当たりません。文字列のポインタを代入しているような命令も見当たらないのですが・・・
0x555555554690 <main> push %rbp │ │0x555555554691 <main+1> mov %rsp,%rbp │ B+ │0x555555554694 <main+4> mov $0xe,%edx │ │0x555555554699 <main+9> lea 0xcc(%rip),%rsi # 0x55555555476c │ >│0x5555555546a0 <main+16> mov $0x1,%edi │ │0x5555555546a5 <main+21> mov $0x0,%eax │ │0x5555555546aa <main+26> callq 0x555555554732 <_write> │ │0x5555555546af <main+31> mov $0x0,%eax │ │0x5555555546b4 <main+36> pop %rbp │ │0x5555555546b5 <main+37> retq x555555554732 <_write> push %rbp │ │0x555555554733 <_write+1> mov $0x1,%rax │ │0x55555555473a <_write+8> syscall │ │0x55555555473c <_write+10> pop %rbp │ │0x55555555473d <_write+11> retq
lea命令で、アドレスのロードが行われているっぽいですが・・・スタックポインタではないんですかね？？？
アセンブリ言語初心者です。
お願いします。
Linux 64bit, intel CPU, GCCコンパイラです。
[追記]
毎回、C言語のファイルを逆アセンブルすると、出てくるんですが、
上記のアセンブリにも出てきていますね。
call命令の前後なのですが、mov $0x0,%eax・・・これですね。
EAXレジスタを０にしているようですが、なぜこんなことをする必要性があるのでしょうか？？
回答2件
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ベストアンサー
とりあえず一つ。
mov $0x0,%eaxは戻り値でしょう。return 0;です。
「戻り値をeaxレジスタに入れて返す」という決まりごとです。
も一つ。
lea 0xcc(%rip),%rsiは、mov $0x55555555476c,%rsiと書きたいけど（たぶん）書けないのでleaを使っているのだと思います。
rip = 0x5555555546a0なので、0x5555555546a0 + 0xcc = 0x55555555476c です。
投稿2017/07/04 09:13
編集2017/07/04 10:02総合スコア16733
0
実験してみたところ・・・
call命令直前の、mov $0x0,%eax はなくても良いようです。
削除しても正常に動作しました。
おそらく、システムコール番号を代入するのにアキュミュレータが使用されるようなので、あらかじめ0にしていた方が安全なのだと思われます。
（コンパイラがcall後に何がくるのか分からないので、システムコール番号に変な値が入らないように保証するための機能だと思われます。自動的に入るようです。）
間違っていたらすいません。
追記
１、２番が一番難しいんですが・・・
3番については、4の倍数になっているのは、32bitだからですね。
浮動少数点数の演算やポインタは、8の倍数に変化するようです。
int型は32bitなので、そのまま代入できますが、char型の場合は1Bなので、１つのスタックフレームに４つ入るそうです。
必ずしも4の倍数と決まっているわけではないようです。
ただ、符号の問題がでてきました。
movl 16(%rbp), %edx
movl -16(%rbp), %edx
この２つって全く意味は同じなんですかね？？
どうも私の持っている本の中では全く同じなようなんですが・・・
上は足していますが、下は引いていますよね・・・
わけがわからない・・・・
＿＿＿＿＿＿＿＿
追記２
アセンブラに手を出してみる
ここによりますと、関数の呼び出し、システムコールに使用されるレジスタは決まっているようですね。
The number of the syscall has to be passed in register rax. rdi - used to pass 1st argument to functions rsi - used to pass 2nd argument to functions rdx - used to pass 3rd argument to functions rcx - used to pass 4th argument to functions r8 - used to pass 5th argument to functions r9 - used to pass 6th argument to functions A system-call is done via the syscall instruction. The kernel destroys registers rcx and r11.
なるほど！！
rax や eaxの使い分けについては未だ不明のままです。><
投稿2017/07/04 10:50
編集2017/07/05 14:54
総合スコア651
おお！！
確かにプロタイプ宣言をすると消えますね。
_write(int, char*, int);
とやると消えますね！
ん～～。ますます謎が増えてしまった・・・
float型と掛け算した値をprintfで出力するプログラムを作ったのですが・・・
今度は、call printfの直前に EAXに0ではなく、2を入れていました・・・・
２？？規則性がまるで見えないですね・・・・
ちなみにこの行も削除しても正常に動作しました。
>>関数の呼び出し、システムコールに使用されるレジスタは決まっているようですね。
前の質問で私が回答に書きましたが。
2つもリンク貼ったのに‥。
movl 16(%rbp), %edx
movl -16(%rbp), %edx
> この２つって全く意味は同じなんですかね？？
さっさと実験してみれば良いじゃないか。どちらでも同じバイナリ（機械語）になるなら、或いは、どちらでも同じ動作をするなら、同じ意味。
・・・普通、引くと足すじゃ、違う結果になるでしょ笑。
スタック領域のメモリを、絵に描いて動作の流れをつかむ事。Cの変数が、アセンブリ・コードで、どこに割り当てられているか、それを確かめなさい。
> rax や eaxの使い分け
簡単な事。その後に動作するところで、raxの６４ビット全てに意味があるならraxにするし、32ビットの情報だけに意味があるなら eax で済む。１６ビットだけに意味があるなら ax、8ビットだけなら al を使うこともあるだろう。
> おそらく、システムコール番号を代入するのにアキュミュレータが使用されるようなので、あらかじめ0にしていた方が安全なのだと思われます
具体的な理由は私もわからないが、おそらく違う。
コンパイラ内部の様々な事情から、不要な（不要に見える）命令が生成される事はいくらでもある。はっきり理解できてないくせに、わかったつもりにならないこと。脊髄反射と同じように、早とちりは君の悪いクセ。最初からすべてわかろうとしてはいけない。
> EAXに0ではなく、2を入れていました・・・・２？？規則性がまるで見えない
君のレベルだと、そういうところが気になるんだろうが、今注目すべき点ではないと思う。今は枝葉末節。
rax や eaxの使い分けについては・・・
raxのみを使用していても問題ないんですよね？
eaxやaxを使用している理由は、レジスタの節約のためと考えれば良いのでしょうか？
mov 8(%rsp), %rbx
mov 12(%rsp), %rcx
mov 16(%rsp), %rdx
前回の質問のレジスタがおかしいですよね？
rdi - used to pass 1st argument to functions
rsi - used to pass 2nd argument to functions
rdx - used to pass 3rd argument to functions
なのに、どうして最初の２つは正常に動作しているんだろ・・・・・
確かに、奇妙ですね・・・・これ
結局・・・システムコール用のレジスタが決まっているのか決まっていないのかよく分からないですね。
> なのに、どうして最初の２つは正常に動作しているんだろ
え？まだ、わからないの？自分で情報の整理してますか。
_write(1, "Hello_World\n!!", 14);
から syscall命令までをつなぐ、重要な情報は
1. Linux X86-64 の呼出規約(calling Convention)
2. LINUX SYSTEM CALL TABLE FOR X86 64
この２つの情報を、君は既に見ています。
そして、「アセンブリのコンパイルができません」で、mattnさんから動作するコードを示してもらっている。即ち、動作するコード（main.c と write.S）の組み合わせがあり（動作してるんでしょ？）、動作する機械語コードを gdb で逆アセンブルして見ることもできる。
つまり、全ての情報が君の手元にある。さほど奇妙じゃないってわかるはずだけどなあ。。。それとも、アセンブリコードの中に、わからない命令がありますか？
あ、いえ。自分の分からない箇所は、
システムコール用に決められているレジスタを使用しなくても正常に動作してしまっている理由です。
システムコール用のレジスタが決まっているのか決まっていないのかよく分からなくなっている原因です。
質問中の2番に相当します。
> システムコール用のレジスタが決まっているのか決まっていないのかよく分からなくなっている原因です。
苦笑。何度、決まっている、と言われたら、納得するのかな？
システムコール用に決められているレジスタと、呼出規約に使われるレジスタを並べて 見ましたか？
呼出規約とは、関数呼出の実引数が、どのレジスタ（又はスタック）に割り当てられるか、という決まりですよ。_write(1, "Hello_World\n!!", 14); の、３つの実引数が、どのレジスタに代入されたか、確認しましたか？
コンピュータアーキテクトの立場からすると、システムコールや関数へのパラメータを渡す時のレジスタを決めて置かないと、どのレジスタからパラメータを受け取るように設計すればよいのかまるでわかりません。
なので、システムコール用のレジスタが決まっているというのは、納得なのですが・・・・
だとしたら、前回の質問のプログラムは正常に動作しないはずです。
にも関わらず、正常に動作しているということは、システムコール用のレジスタを使用しなくても良いとううことですよね？
！！
あ、そういうことか！！
main()の中で、システムコール用のレジスタに値が代入されているから正常に動作するのか！！！
_write()によって渡されたパラメータはシステムコール用のレジスタを採用していないので、システムコール呼び出しの際には、無視されるということですね！
やっとわかりました。
_write()のスタックを指す記述がおかしかったので、システムコール用のレジスタに変更しても正常に動作しないんですね！
やっと、ここで1番目の質問が登場するわけですね。ふぅ
確認させてください。
・main.c と write.s の２つをコンパイルして、期待通りの動作してますか？
・（動作してるなら）その main と _write を、逆アセンブルして見ましたか？
最初は期待通りに動作していませんでした。
しかし、回答をいただいて修正したら、正常に動作しました。
今、わかりました。修正前の_write()のパラメータ設定には、意味が無かったことに！
逆アセンブリはしました。
GDBで、_wirte()の方はアセンブリ言語で記述されているでそのまま、main()のほうも逆アセンブリしたヤツを質問中に貼り付けてあります。
「_write()によって渡されたパラメータはシステムコール用のレジスタを採用していないので、システムコール呼び出しの際には、無視されるということですね！
。。。
_write()のスタックを指す記述がおかしかったので、システムコール用のレジスタに変更しても正常に動作しないんですね！」
君の日本語はアヤシイ。何を言ってるのか、意味不明なところがある。本当に理解できたのだろうか。。。。
大変分かりにくくて、すいません。
mov 8(%rsp), %rbx
mov 12(%rsp), %rcx
mov 16(%rsp), %rdx
これらは、システムコールが呼び出される直前で設定しています。
ですが、システムコール用のレジスタが使われているのは、最後の１つだけです。
本来なら、これは正常に動作しないはずです。
ようやく納得いきました。
さらに細かい部分の質問は再度行います。
(1)はまだ未解決ですが・・・
mov 8(%rsp), %rbx
mov 12(%rsp), %rcx
は、システムコールに関係無いレジスタなので「意味が無かった」。
mov 16(%rsp), %rdx は、せっかくmain()が文字数を%rdxにセットしてくれていたのに、壊していたのですね。
結論を言えば、_write(1, "Hello_World\n!!", 14); と呼び出してしまえば、あと SYS_WRITE（=1） システムコール番号を %eax にセットして syscall 命令すれば済む問題だった、というわけです。なので、アセンブリ語の入門にはなるけど、面白みには欠けますが、そうできるように、コーリングコンベションも、システムコールのインターフェイスも、決めたんでしょうね、なぜ%rcxを%r10にするのかは知らんけど。
ポインタや構造体でつまずく人は多いですが、アセンブリ言語の経験があれば、だいぶ違うはずです。アセンブリ言語をやれば、漠然とわかったつもりでいたことが、具体的にこういうことだったんだと気づくことがいろいろあると思いますよ。
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