x86-64汇编小程序malloc时出现段错误，求解析原因

问题描述 #

函数定义：char* _ft_strdup(const char* s);
尝试重实现strdup函数，但调用malloc时出现段错误。将pop rdi指令移到malloc调用上方后，段错误消失，想了解原因。

对应的汇编代码：

.intel_syntax
    
    extern malloc
    extern _ft_strlen
    
    section .text
        global  _ft_strdup
    
_ft_strdup:
    push    rbp         ; prologue
    mov     rbp, rsp    ; prologue
    
    push    rdi         ; save rdi value (string src)
    call    _ft_strlen  ; compute length of string src
    
    mov     rdi, rax    ; set number of bytes to allocate
    
    call    malloc      ; allocate x bytes
    
    cmp     rax, 0
    je      exit_prog
    
    pop     rdi         ; retrieve string src
    pop     rbp         ; epilogue
    ret
    
exit_prog:
    xor     rax, rax
    pop     rbp
    ret

原因分析 #

问题核心是栈平衡被破坏，违反了x86-64 System V调用约定的栈对齐要求：

• x86-64的System V调用约定明确要求：调用函数前，栈必须保持16字节对齐。每次call指令会把8字节的返回地址压入栈，所以调用函数后栈的偏移会增加8字节。

• 原代码的错误流程：

  1. 进入函数后，push rbp+mov rbp, rsp完成栈帧初始化，此时栈是对齐的。
  2. push rdi压入8字节数据，此时栈相对于rbp的偏移是16字节，仍然对齐。
  3. 调用_ft_strlen：call指令压入8字节返回地址，栈偏移变为24字节；_ft_strlen执行完毕返回后，返回地址被弹出，栈回到16字节偏移的对齐状态。
  4. 此时栈上还留着之前push rdi的8字节数据，直接调用malloc时，call又压入8字节返回地址，导致malloc执行时的栈偏移是24字节——不满足16字节对齐要求，这就是触发段错误的原因。

• 移动pop rdi到malloc调用上方的作用：
  在调用malloc前执行pop rdi，弹出之前压入的8字节数据，此时栈相对于rbp的偏移回到8字节。调用malloc时，call压入8字节返回地址，栈偏移变为16字节，刚好符合对齐要求，malloc就能正常执行，不会触发段错误。

• 原代码还有额外隐患：
  如果malloc返回NULL进入exit_prog分支，只会pop rbp，但之前push rdi的8字节数据还留在栈上，函数返回时会导致栈不平衡，后续代码可能出现未知错误。正确做法是在exit_prog分支里也弹出该8字节数据。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user18129922