添加-g选项后aarch64-none-elf-as汇编ARM64向量文件出现未对齐错误

问题背景 #

使用aarch64-none-elf-as编译ARM64异常向量表vector.s时，无-g选项可正常汇编，添加-g后抛出错误：

aarch64/shared/vectors.s: Error: unaligned opcodes detected in executable segment

所用汇编器版本：

GNU assembler (GNU Toolchain for the Arm Architecture 11.2-2022.02 (arm-11.14)) 2.37.20220122

向量表已按AArch64要求配置：整体0x800对齐，每个条目0x80对齐，代码位于vectors可执行段。因汇编失败无法生成二进制文件排查地址，且未找到汇编器内置的对齐信息查看选项。

根因分析 #

核心问题是可执行段中混入了非指令数据：你将.asciz定义的调试字符串直接放在了标记为"ax"（可执行、可分配）的vectors段内。

• 无-g时，汇编器仅做基础汇编，对可执行段内的非指令内容校验宽松；
• 添加-g后，汇编器需要生成精确的调试信息，会严格校验可执行段的合规性：AArch64要求可执行段内的指令必须4字节对齐，而字符串是字节流（长度不一定为4的倍数），不属于指令范畴，触发了汇编器的对齐检查错误。

解决方案 #

将所有字符串数据移至单独的只读数据段（.rodata），与可执行代码分离。修改后的vector.s示例如下：

.section vectors, "ax", %progbits
        .global  vector_table

        .balign 0x800
vector_table:
curr_el_sp0_sync:
        b       curr_el_sp0_sync_vector
        adr     x0, curr_el_sp0_sync_str
        bl      print
        b       terminate

        .balign 0x80
curr_el_sp0_irq:
        b       curr_el_sp0_irq_vector
        adr     x0, curr_el_sp0_irq_str
        bl      print
        b       terminate

        .balign 0x80
print:
        ret
terminate:
        ret

# 单独的只读数据段存放字符串常量
        .section .rodata, "a", %progbits
curr_el_sp0_sync_str:
        .asciz "Unexpected exception: curr_el_sp0_sync\n"
curr_el_sp0_irq_str:
        .asciz "Unexpected exception: curr_el_sp0_irq\n"
fail_str:
        .asciz "** TEST FAILED**\n\004"
        .end

验证 #

执行带-g的汇编命令：

aarch64-none-elf-as -march=armv8.4-a+crc aarch64/shared/vectors.s -g -o aarch64/shared/vectors.o

此时汇编可正常完成，同时保留调试信息。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Chan Kim