assembly 为什么gdb在RIP相对模式下显示的地址与绝对地址不同?

mdfafbf1  于 2023-03-18  发布在  其他
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c中包含以下内容:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int x;
int main(){
    printf("eneter x\n");   
    scanf("%i",&x);
    printf("you enetered: %i\n", x);
    return 0;
}

在广东发展银行:

starti
disas main

0x0000555555555155 <+0>:    push   %rbp
   0x0000555555555156 <+1>: mov    %rsp,%rbp
   0x0000555555555159 <+4>: lea    0xea4(%rip),%rdi        # 0x555555556004
   0x0000555555555160 <+11>:    callq  0x555555555030 <puts@plt>
   0x0000555555555165 <+16>:    lea    0x2ed8(%rip),%rsi        # 0x555555558044 <x>
   0x000055555555516c <+23>:    lea    0xe9a(%rip),%rdi        # 0x55555555600d
   0x0000555555555173 <+30>:    mov    $0x0,%eax
   0x0000555555555178 <+35>:    callq  0x555555555050 <__isoc99_scanf@plt>
   0x000055555555517d <+40>:    mov    0x2ec1(%rip),%eax        # 0x555555558044 <x>
   0x0000555555555183 <+46>:    mov    %eax,%esi
   0x0000555555555185 <+48>:    lea    0xe84(%rip),%rdi        # 0x555555556010
   0x000055555555518c <+55>:    mov    $0x0,%eax
   0x0000555555555191 <+60>:    callq  0x555555555040 <printf@plt>
   0x0000555555555196 <+65>:    mov    $0x0,%eax
   0x000055555555519b <+70>:    pop    %rbp
   0x000055555555519c <+71>:    retq

这里x变量的相对地址是$rip+0x2ed8(来自指令lea 0x2ed8(%rip),%rsi # 0x555555558044)。但是正如您在注解#中所看到的,* 绝对 * 地址是0x555555558044。当尝试从相对地址读取时,我是否会获得该地址?让我们看看:

x $rip+0x2ed8
0x555555558055: 0x00000000

nop - relative address没有使用绝对地址,x变量实际上存储在那里(0x555555558055!= 0x555555558044),差是17字节。是指令本身的字节数(lea+操作数)吗?我不知道,但我不这么认为。那么为什么gdb中相对和绝对寻址不同呢?
PS,生成的组装件:

.file   "a.c"
    .comm   x,4,4
    .section    .rodata
.LC0:
    .string "eneter x"
.LC1:
    .string "%i"
.LC2:
    .string "you enetered: %i\n"
    .text
    .globl  main
    .type   main, @function
main:
    pushq   %rbp    #
    movq    %rsp, %rbp  #,
# a.c:5:    printf("eneter x\n");   
    leaq    .LC0(%rip), %rdi    #,
    call    puts@PLT    #
# a.c:6:    scanf("%i",&x);
    leaq    x(%rip), %rsi   #,
    leaq    .LC1(%rip), %rdi    #,
    movl    $0, %eax    #,
    call    __isoc99_scanf@PLT  #
# a.c:7:    printf("you enetered: %i\n", x);
    movl    x(%rip), %eax   # x, x.0_1
    movl    %eax, %esi  # x.0_1,
    leaq    .LC2(%rip), %rdi    #,
    movl    $0, %eax    #,
    call    printf@PLT  #
# a.c:8:    return 0;
    movl    $0, %eax    #, _6
# a.c:9: }
    popq    %rbp    #
    ret 
    .size   main, .-main
    .ident  "GCC: (Debian 8.3.0-6) 8.3.0"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

这里,使用RIP相对模式:

# a.c:6:    scanf("%i",&x);
    leaq    x(%rip), %rsi   #,

其中xx符号的位置。但在注解中,有人说,$rip+0x2ed8是不同的,偏移量0x2ed8不会导致x的地址。但为什么这两个不同?但应该是RIP相对模式寻址,两者应该获得相同的偏移量(因此地址)。

ztyzrc3y

ztyzrc3y1#

0x0000555555555165 <+16>:    lea    0x2ed8(%rip),%rsi        # 0x555555558044 <x>
   0x000055555555516c <+23>:    lea    0xe9a(%rip),%rdi        # 0x55555555600d

指令中的RIP相对地址是相对于当前指令后面的地址(即,指令的地址加上指令的大小,或下一指令的地址)。这是因为当指令已加载到处理器中时,RIP寄存器就在当前指令被执行之前前进当前指令的大小。(至少这是所遵循的模型,尽管现代处理器在幕后使用各种技巧来加速执行。)(注意:上述情况适用于几种CPU架构,包括x86变体,但其他一些CPU架构在测量PC相对地址的点上有所不同1)。
上面的第一条指令位于地址0x 5555555555165,下面的指令位于地址0x 555555555516 c(指令长7字节)。在第一条指令中,RIP相对地址0x2ed8(%rip)指的是0x 2 ed 8 + 0x 000555555555555516 c = 0x 5555555558044。
请注意,如果在调试器中的指令上设置断点,并在到达断点时显示寄存器,RIP将指向当前指令,而不是下一条指令,因为当前指令尚未执行。
[1]感谢Peter Cordes提供有关ARM和RISC-V CPU架构的PC相对寻址的详细信息。

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