linux - 为什么这个 movq 指令适用于 linux 而不是 osx？

Question

以下汇编代码在 OSX 10.9.4 上运行 as 时出错，但在 Linux (Debian 7.6) 上运行成功。特别是，movq 指令似乎不喜欢标签参数。

$ cat test.S
.globl _main
_main:
    movq $_main, %rax
    ret

这里是错误:

$ as -o test.o test.S 
test.S:3:32-bit absolute addressing is not supported for x86-64
test.S:3:cannot do signed 4 byte relocation

将第 3 行中的 $_main 更改为类似 $10 的字面量效果很好。

必须以非常小的方式修改代码才能使其在 Linux 上运行 - 只需从标签中删除下划线即可。

$ cat test.S
.globl main
main:
    movq $main, %rax
    ret

独立验证代码是否在 Linux 上运行非常容易:

$ as -o test.o test.S
$ gcc -o test.out test.o
$ ./test.out

请忽略该代码并没有真正做任何事情，我故意尽可能地减少它以证明错误。

我已经仔细研究了 LEA(加载有效地址)的使用，但在我进行更改之前，我想了解其中的区别 - 为什么它适用于 Linux 而不是 OSX？

Answer 1

关于 movq 指令不能引用绝对地址的说法是正确的。这部分是由于 OS X ABI Mach-O对符号使用可重定位寻址的格式。

被编译为位置无关可执行文件 (PIE) 的程序通常不能像 movq $_main, %rax 那样引用绝对虚拟地址.相反，Global Offset Tables被调用，它允许位置相关代码 (PC-rel) 和位置无关代码 (PIC) 在它们当前的绝对地址位置提取全局符号。如下所示，GOTPCREL(%rip) 创建了 lea rdi, _msg 的解释:

引用其全局偏移表的 PC-rel 代码:

.globl _main
_main:

    movq     _main@GOTPCREL(%rip), %rax
    sub      $8, %rsp
    mov      $0, %rax
    movq     _msg@GOTPCREL(%rip), %rdi
    call     _printf
    add      $8, %rsp
    ret

.cstring
_msg:

    .ascii  "Hello, world\n"

Mac OS X Mach-O 汇编程序:

$ as -o test.o test.asm

Apple 版本的 GCC:

$ gcc -o test.out test.o

输出:

$ ./test.out
Hello, world