Question

我有一个有趣的问题。我忘了我正在使用64位机器和放大器。 OS并写了一个32位汇编代码。我不知道如何编写64位代码。

这是Linux上Gnu Assembler（AT＆amp; T语法）的x86 32位汇编代码。

//hello.S
#include <asm/unistd.h>
#include <syscall.h>
#define STDOUT 1

.data
hellostr:
    .ascii "hello wolrd\n";
helloend:

.text
.globl _start

_start:
    movl $(SYS_write) , %eax  //ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
    movl $(STDOUT) , %ebx
    movl $hellostr , %ecx
    movl $(helloend-hellostr) , %edx
    int $0x80

    movl $(SYS_exit), %eax //void _exit(int status);
    xorl %ebx, %ebx
    int $0x80

    ret

现在，这个代码应该可以在32位处理器上正常运行。 32位操作系统对吗？我们知道64位处理器向后兼容32位处理器。所以，这也不是问题。出现问题的原因是系统调用和系统调用的差异。 64位操作系统中的调用机制32位操作系统。我不知道为什么但是他们改变了32位linux和Linux之间的系统调用号码。 64位linux。

asm / unistd_32.h定义：

#define __NR_write        4
#define __NR_exit         1

asm / unistd_64.h定义：

#define __NR_write              1
#define __NR_exit               60

无论如何使用宏而不是直接号码都可以获得回报。它确保正确的系统呼叫号码。

当我组装＆amp;链接＆amp;运行程序。

$cpp hello.S hello.s //pre-processor
$as hello.s -o hello.o //assemble
$ld hello.o // linker : converting relocatable to executable

不打印helloworld。

在gdb中显示：

程序退出，代码为01。

我不知道如何在gdb中调试。使用教程我尝试调试它并在每一步通过指令检查寄存器执行指令。它总是向我显示“程序退出01”。如果有人可以告诉我如何调试它，那将是很好的。

(gdb) break _start
Note: breakpoint -10 also set at pc 0x4000b0.
Breakpoint 8 at 0x4000b0
(gdb) start
Function "main" not defined.
Make breakpoint pending on future shared library load? (y or [n]) y
Temporary breakpoint 9 (main) pending.
Starting program: /home/claws/helloworld 

Program exited with code 01.
(gdb) info breakpoints 
Num     Type           Disp Enb Address            What
8       breakpoint     keep y   0x00000000004000b0 <_start>
9       breakpoint     del  y   <PENDING>          main

我尝试了strace。这是它的输出：

execve("./helloworld", ["./helloworld"], [/* 39 vars */]) = 0
write(0, NULL, 12 <unfinished ... exit status 1>

在strace的输出中解释write(0, NULL, 12)系统调用的参数？
完全正在发生什么？我想知道为什么完全退出exitstatus = 1？
有人可以告诉我如何使用gdb调试这个程序吗？
他们为什么要更改系统电话号码？
请妥善更改此程序，以便它可以在此计算机上正常运行。

修改

阅读Paul R的回答后。我检查了我的文件

claws@claws-desktop:~$ file ./hello.o 
./hello.o: ELF 64-bit LSB relocatable, x86-64, version 1 (SYSV), not stripped

claws@claws-desktop:~$ file ./hello
./hello: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), statically linked, not stripped

我同意他的说法，这些应该是ELF 32位可重定位的＆amp;可执行文件。但这并不能回答我的问题。我的所有问题仍然存在问题。在这种情况下究竟发生了什么？有人可以回答我的问题并提供此代码的x86-64版本吗？

Answer 1

请记住，默认情况下，64位操作系统上的所有内容都倾向于采用64位。您需要确保（a）在适当的时候使用#includes的32位版本（b）链接32位库和（c）构建32位可执行文件。如果您显示makefile的内容（如果有的话），或者您用于构建此示例的命令，则可能会有所帮助。

FWIW我稍微改变了你的代码（_start - ＆gt; main）：

#include <asm/unistd.h>
#include <syscall.h>
#define STDOUT 1

    .data
hellostr:
    .ascii "hello wolrd\n" ;
helloend:

    .text
    .globl main

main:
    movl $(SYS_write) , %eax  //ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
    movl $(STDOUT) , %ebx
    movl $hellostr , %ecx
    movl $(helloend-hellostr) , %edx
    int $0x80

    movl $(SYS_exit), %eax //void _exit(int status);
    xorl %ebx, %ebx
    int $0x80

    ret

并按照以下方式构建：

$ gcc -Wall test.S -m32 -o test

验证我们有32位可执行文件：

$ file test
test: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV), for GNU/Linux 2.6.4, dynamically linked (uses shared libs), not stripped

似乎运行正常：

$ ./test
hello wolrd

Answer 2

如Paul所述，如果要在64位系统上构建32位二进制文件，则需要使用-m32标志，默认情况下可能无法在安装中使用（某些64位Linux发行版）默认情况下不包括32位编译器/链接器/ lib支持。）

另一方面，您可以将代码构建为64位，在这种情况下，您需要使用64位调用约定。在这种情况下，系统调用号在％rax中，参数在％rdi，％rsi和％rdx

中

修改

我发现的最佳位置是www.x86-64.org，特别是abi.pdf

Answer 3

64位CPU可以运行32位代码，但它们必须使用特殊模式才能执行此操作。这些指令在64位模式下都是有效的，因此没有什么能阻止您构建64位可执行文件。

您的代码使用gcc -m32 -nostdlib hello.S构建并正确运行。这是因为-m32定义了__i386，因此/usr/include/asm/unistd.h包含<asm/unistd_32.h>，其中int $0x80 ABI具有正确的常量。

有关{/ 1}}与_start有/无libc以及静态与动态可执行文件的详细信息，另请参阅Assembling 32-bit binaries on a 64-bit system (GNU toolchain)。

main

从技术上讲，如果您使用了正确的电话号码，您的代码也可能在64位模式下工作：What happens if you use the 32-bit int 0x80 Linux ABI in 64-bit code?但不建议在64位代码中使用$ file a.out a.out: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV), statically linked, BuildID[sha1]=973fd6a0b7fa15b2d95420c7a96e454641c31b24, not stripped $ strace ./a.out > /dev/null execve("./a.out", ["./a.out"], 0x7ffd43582110 /* 64 vars */) = 0 strace: [ Process PID=2773 runs in 32 bit mode. ] write(1, "hello wolrd\n", 12) = 12 exit(0) = ? +++ exited with 0 +++ 。（实际上，它从不推荐。为了提高效率，32位代码应该调用内核导出的VDSO页面，这样它就可以使用int 0x80在支持它的CPU上进行快速系统调用。

但这并不能回答我的问题。在这种情况下，究竟发生了什么？

好问题。

在Linux上，sysenter int $0x80为eax=1，无论调用进程处于何种模式。 32位ABI可用于64位模式（除非你的内核是在没有i386 ABI支持的情况下编译的），但是不要使用它。您的退出状态来自sys_exit(ebx)。

（顺便说一句，在movl $(STDOUT), %ebx中定义了STDOUT_FILENO个宏，但您可以unistd.h来#include <unistd.h>，因为它还包含C原型这些语法无效。）

请注意，来自.S的{{1}}和来自__NR_exit的{{1}}都是unistd_32.h，因此您的首先 {{1}退出你的过程。您正在为您正在调用的ABI使用错误的系统调用号码。

__NR_write正在对其进行错误解码，就像您调用了unistd_64.h一样（因为ABI预计会有64位进程）使用）。 What are the calling conventions for UNIX & Linux system calls on x86-64

1 / int $0x80表示strace，这就是syscall错误地解码您的eax=1的方式。

在进入syscall时，

write(rd=edi, buf=rsi, len=rdx)和strace为int $0x80（又名rdi}，您的代码集rsi为0 }}

Linux在execve之后在一个新进程中将寄存器初始化为零。（ABI表示未定义，Linux选择零以避免信息泄漏）。在静态链接的可执行文件中，NULL是第一个运行的用户空间代码。（在动态可执行文件中，动态链接器在_start之前运行，并且在寄存器中留下垃圾。）

有关更多asm链接，请参阅x86标记wiki。

在64位Linux和Linux上运行32位汇编代码64位处理器：解释异常

3 个答案: