x86 16位汇编：如何修正可执行二进制加载后的地址指向问题？

问题描述 #

我有一个引导加载程序将内核加载到0x0500，内核初始化后会加载并调用一个二进制文件。该二进制代码如下：

BITS 16
ORG 0x0000
START_ADDR dw init ; 内核调用的入口地址
times 16-($-$$) db 0 ; 保留字段

init:
    mov ah, 0x04 ; 内核打印字符串功能
    mov si, [STR_TO_PRINT]
    int 0x20 ; 调用内核GPU驱动
    jmp short main

main:
    jmp short main

STR_TO_PRINT db "Hello", 0

times 512-($-$$) db 0 ; 填充到扇区大小

内核会将该二进制加载到动态内存位置（如0x4000、0x7C00），通过「加载地址+START_ADDR」计算执行入口，跳转后代码能正常运行，但STR_TO_PRINT的引用是文件内偏移（如0x0020）而非实际内存地址（如0x7C20），导致无法正确读取字符串。需要修正这个问题，使用NASM汇编器，运行在16位实模式。

解决方案 #

方法1：使用NASM相对寻址语法（最简单） #

利用NASM的rel关键字让汇编器生成相对当前指令的地址，自动适配加载位置：

BITS 16
ORG 0x0000
START_ADDR dw init
times 16-($-$$) db 0

init:
    mov ah, 0x04
    lea si, [rel STR_TO_PRINT] ; 生成相对地址，自动计算实际内存位置
    int 0x20
    jmp short main

main:
    jmp short main

STR_TO_PRINT db "Hello", 0

times 512-($-$$) db 0

原理：[rel symbol]会让汇编器计算符号相对于当前指令的偏移量，运行时CPU会根据当前IP值加上偏移得到实际内存地址，完全不依赖加载基址的硬编码，适合位置无关代码（PIC）场景。

方法2：通过寄存器传递加载基址（兼容性好） #

如果需要兼容旧版NASM或无法使用rel语法，可以让内核在调用入口前将加载基址存入某个寄存器（比如BX），然后在二进制中用基址加上符号偏移得到实际地址：

BITS 16
ORG 0x0000
START_ADDR dw init
times 16-($-$$) db 0

init:
    ; 内核调用init前需将二进制的加载基址写入BX
    mov ah, 0x04
    mov si, bx                  ; 加载基址
    add si, STR_TO_PRINT - $$   ; 加上符号在文件内的偏移量
    int 0x20
    jmp short main

main:
    jmp short main

STR_TO_PRINT db "Hello", 0

times 512-($-$$) db 0

原理：$$代表当前段的起始地址（这里ORG=0，所以$$=0），STR_TO_PRINT - $$就是符号在二进制文件内的偏移，加上BX中的加载基址后，SI就指向了字符串的实际内存地址。

方法3：重定位表（适合复杂二进制） #

如果二进制包含大量绝对地址引用，可以在文件末尾添加重定位表，记录所有需要修正的地址偏移。内核加载二进制后，遍历重定位表，用「加载基址-预期基址」的差值修正每个地址。不过对于仅单个字符串的简单场景，前两种方法更高效。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ja0