为何编译需用-static选项？汇编与C代码链接遇段错误原因

我编写了如下汇编代码：

global   main 
        extern   println
    
        section  .text
    
main:
        mov rdi, message
        call     println
        ret

message:
        db "Hello, world!", 0

同时搭配如下C代码进行链接：

#include <stdio.h>

void println(char *line) {
    puts(line);
}

执行以下命令编译并链接时程序能正常运行：

nasm -f elf64 helloWorld.asm -o helloWorld.asm.o
gcc -c helloWorld.c -o helloWorld.c.o
gcc -static helloWorld.c.o helloWorld.asm.o -o helloWorld

运行./helloWorld输出正常，但如果移除-static选项，程序就会出现段错误，这是为什么？

核心问题是违反了x86-64 System V调用约定的栈对齐要求：

x86-64的System V ABI明确规定，在执行call指令调用函数前，栈指针rsp必须是16字节对齐的。

当C运行时（crt0）调用你的main函数时，call main指令会将8字节的返回地址压入栈中，导致进入main时，rsp的值是16字节对齐地址减去8——也就是此时栈处于8字节偏移的未对齐状态。你的汇编代码直接在这个状态下调用println，违反了栈对齐要求。

• 静态链接时，libc的实现对栈对齐的检查较宽松，或者内部未使用依赖16字节对齐的指令（比如SSE指令），所以程序能侥幸运行。
• 动态链接时，glibc的puts函数内部使用了需要严格16字节栈对齐的指令，未对齐的栈会直接触发段错误。

只需要在main函数中调整栈到16字节对齐状态，再调用函数即可。常见的两种方式：

方式1：建立标准栈帧 #

global   main 
        extern   println
    
        section  .text
    
main:
        push rbp        ; 压入rbp，rsp减8，此时rsp变为16字节对齐
        mov rbp, rsp    ; 建立规范栈帧（可选）
        mov rdi, message
        call     println
        pop rbp         ; 恢复rbp
        ret

message:
        db "Hello, world!", 0

方式2：直接调整栈指针 #

global   main 
        extern   println
    
        section  .text
    
main:
        sub rsp, 8      ; rsp减8，补全16字节对齐
        mov rdi, message
        call     println
        add rsp, 8      ; 恢复栈指针
        ret

message:
        db "Hello, world!", 0

修改后，无论是否使用-static选项，程序都能正常运行。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者doliphin