如何在NASM x64汇编中调用带SYSTEM_INFO结构体的函数

问题背景 #

需要在x64 NASM汇编中使用Windows SYSTEM_INFO结构体并调用GetSystemInfo函数，但未正确定义结构体，导致调用时出现内存访问错误。目标结构体的C语言定义如下：

typedef struct _SYSTEM_INFO {
  union {
    DWORD dwOemId;
    struct {
      WORD wProcessorArchitecture;
      WORD wReserved;
    } DUMMYSTRUCTNAME;
  } DUMMYUNIONNAME;
  DWORD     dwPageSize;
  LPVOID    lpMinimumApplicationAddress;
  LPVOID    lpMaximumApplicationAddress;
  DWORD_PTR dwActiveProcessorMask;
  DWORD     dwNumberOfProcessors;
  DWORD     dwProcessorType;
  DWORD     dwAllocationGranularity;
  WORD      wProcessorLevel;
  WORD      wProcessorRevision;
} SYSTEM_INFO, *LPSYSTEM_INFO;

原代码中未定义sysinfo变量，调用GetSystemInfo时lea rcx, [sysinfo]指向无效地址，触发Windbg错误：

KERNELBASE!GetSystemInfoInternal+0xf:
00000000`006fdee7 410f1100        movups  xmmword ptr [r8],xmm0 ds:ffffffff`ffffff78=????????????????????????????????

解决方案 #

1. 用NASM语法定义SYSTEM_INFO结构体 #

NASM通过struc/endstruc定义结构体，union通过共享内存偏移实现，同时要保证x64平台的内存对齐：

; 定义SYSTEM_INFO结构体，适配x64平台
struc SYSTEM_INFO
    ; 顶层union DUMMYUNIONNAME
    .DUMMYUNIONNAME:
        .dwOemId                resd 1  ; DWORD（4字节）
        .DUMMYSTRUCTNAME:
            .wProcessorArchitecture resw 1  ; WORD（2字节）
            .wReserved              resw 1  ; WORD（2字节）
        align 4  ; 保证union后续成员对齐到DWORD边界
    ; 结构体其他成员
    .dwPageSize                   resd 1
    .lpMinimumApplicationAddress  resq 1  ; LPVOID在x64为8字节
    .lpMaximumApplicationAddress  resq 1
    .dwActiveProcessorMask        resq 1  ; DWORD_PTR在x64为8字节
    .dwNumberOfProcessors         resd 1
    .dwProcessorType              resd 1
    .dwAllocationGranularity      resd 1
    .wProcessorLevel              resw 1
    .wProcessorRevision           resw 1
    align 8  ; x64结构体默认对齐到8字节
endstruc

2. 在BSS段分配结构体内存 #

在.bss段添加结构体实例的内存分配，SYSTEM_INFO_size是NASM自动生成的结构体总大小：

section .bss
    sysinfo resb SYSTEM_INFO_size  ; 分配SYSTEM_INFO大小的未初始化内存

3. 修正编译链接命令 #

原链接命令末尾多余的点需要移除，正确命令：

nasm -fwin64 shell.asm
link /out:shell.exe /subsystem:console /ENTRY:main /LARGEADDRESSAWARE:NO shell.obj kernel32.Lib msvcrt.lib User32.Lib WS2_32.Lib

错误原因说明 #

未定义sysinfo变量时，链接器无法为其分配有效内存地址，导致lea rcx, [sysinfo]生成无效的内存地址（如错误中的ffffffffffffff78），GetSystemInfo尝试写入该地址时触发内存访问异常。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Zeblive