c - 使用 IMUL 指令将数组中的值相乘会产生不正确的值

Question

我正在学习 ASM 语言并在 Ubuntu Eclipse C++ 上试用 IMUL 函数，但出于某种原因，我似乎无法从我的代码中获得所需的输出。

Required:

Multiply the negative elements of an integer array int_array by a specified integer inum

这是我的代码:

C 代码:

#include <stdio.h>
extern void multiply_function();

// Variables
int iaver, inum;
int int_ar[10] = {1,2,3,4,-9,6,7,8,9,10};

int main()
{
    inum = 2;
    multiply_function();    
    for(int i=0; i<10; i++){
        printf("%d ",int_ar[i]);
    }
}

ASM代码:

extern int_ar
extern inum
global multiply_function

multiply_function:

    enter 0,0
    mov ecx, 10
    mov eax, inum

multiply_loop:
    cmp [int_ar +ecx*4-4], dword 0 
    jg .ifpositive 
    mov ebx, [int_ar +ecx*4-4]
    imul ebx
    cdq
    mov [int_ar +ecx*4-4], eax
    loop multiply_loop
    leave
    ret

.ifpositive:
    loop multiply_loop
    leave
    ret

---

问题

对于数组:{1,2,3,4,-9,6,7,8,9,10} 和 inum，我得到输出 {1,2,3,4,-1210688460,6,7,8,9,10} 暗示发生了某种溢出。

对于 x86 汇编语言中的 IMUL 函数如何工作，我是否遗漏或理解错误？

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预期输出

我期望的输出是 {1,2,3,4,-18,6,7,8,9,10}

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我的思考过程

我对上述任务的思考过程:

1) 查找数组中哪些数组元素为负数，对于每一个找到的正数元素，什么也不做，继续循环到下一个元素

 cmp [int_ar +ecx*4-4], dword 0 
 jg .ifpositive 

 .ifpositive:
    loop multiply_loop
    leave
    ret

2) 找到负元素后，将其值移动到寄存器 EBX 中，该寄存器将用作 IMUL SRC 函数中的 SRC。然后将寄存器 EAX 扩展到 EAX-EDX，结果存储在:

mov ebx, [int_ar +ecx*4-4]
    imul ebx
    cdq

3) 使用 MOV 将结果移动到数组的负元素中:

mov [int_ar +ecx*4-4], eax

4) 循环到下一个数组元素，重复上面的1)-3)

Answer 1

错误值的原因

如果我们忽略低效和不需要的代码并处理真正的问题，它归结为这条指令:

mov eax, inum

什么是 inum ？您在 C 中创建并初始化了一个名为 inum 的全局变量与:

int iaver, inum;
[snip]
inum = 2;

inum作为一个变量本质上是一个包含 int 的内存位置的标签(32 位值)。在您的汇编代码中，您需要处理 inum作为指向值的指针，而不是值本身。在您的汇编代码中，您需要更改:

mov eax, inum

到:

mov eax, [inum]

你的版本所做的是移动地址 inum进入EAX。您的代码最终将变量的地址乘以数组中的负数。这会导致您看到错误的值。 inum 周围的方括号告诉汇编器你想处理 inum作为内存操作数，并且您想将 32 位值移动到 inum进入EAX。

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调用约定

您似乎正在创建一个 32 位程序并在 32 位 Ubuntu 上运行它。我可以通过返回的错误值 -1210688460 推断出 32 位 Linux 的可能性。 -1210688460 = 0xB7D65C34 除以 -9 得到 804A06C。 32位Linux上的程序通常从0x8048000开始加载

无论是在32位Linux还是64位Linux上运行，与32位C/C++程序链接的汇编代码都需要遵守CDECL calling convention :

cdecl

The cdecl (which stands for C declaration) is a calling convention that originates from the C programming language and is used by many C compilers for the x86 architecture.1 In cdecl, subroutine arguments are passed on the stack. Integer values and memory addresses are returned in the EAX register, floating point values in the ST0 x87 register. Registers EAX, ECX, and EDX are caller-saved, and the rest are callee-saved. The x87 floating point registers ST0 to ST7 must be empty (popped or freed) when calling a new function, and ST1 to ST7 must be empty on exiting a function. ST0 must also be empty when not used for returning a value.

您的代码破坏了 EAX、EBX、ECX 和 EDX。您可以随意销毁 EAX、ECX 和 EDX 的内容，但您必须保留 EBX。如果不这样做，可能会导致调用该函数的 C 代码出现问题。在你执行 enter 0,0 之后说明你可以push ebx就在每个 leave 之前你可以做的说明pop ebx

如果您要使用 -O1 , -O2 , 或 -O3 GCC 编译器选项可优化您的程序可能无法按预期工作或完全崩溃。