x86_64 Confusione chiamata sistema di assi Linux

Question

Attualmente sto imparando il linguaggio Assembly su Linux. Ho usato il libro 'Programming From the Ground Up' e tutti gli esempi sono a 32 bit. Il mio sistema operativo è 64-bit e ho cercato di fare tutti gli esempi in 64-bit. Tuttavia, sto riscontrando dei problemi:

.section .data 

.section .text 
.global _start 
_start: 
movq $60, %rax 
movq $2, %rbx 
int $0x80 

Questo semplicemente chiama la chiamata di sistema di uscita Linux o dovrebbe. Invece provoca un SEG FAULT e quando invece lo faccio,

.section .data 

.section .text 
.global _start 
_start: 
movq $1, %rax 
movq $2, %rbx 
int $0x80 

funziona. Chiaramente il problema è il valore che sposto in% rax. Il valore $ 1 che uso nel secondo esempio è 'Programming From the Ground Up', che dice di utilizzare comunque più fonti su Internet hanno affermato che il numero di sistema System a 64 bit è $ 60. Reference Cosa sto sbagliando? Anche quali altri problemi dovrei osservare e cosa dovrei usare per un riferimento? Nel caso avessi bisogno di sapere, sono al Capitolo 5 in Programmazione da zero.

Answer 1

Stai riscontrando una sorprendente differenza tra i386 e x86_64: non utilizzano lo stesso meccanismo di chiamata di sistema. Il codice corretto è:

movq $60, %rax 
movq $2, %rdi ; not %rbx! 
syscall 

Interrupt 0x80 invoca sempre chiamate di sistema a 32 bit. È utilizzato per consentire l'esecuzione di applicazioni a 32 bit su sistemi a 64 bit.

Ai fini dell'apprendimento, dovresti probabilmente provare a seguire esattamente il tutorial, piuttosto che tradurre al volo a 64-bit - ci sono alcune altre differenze comportamentali significative che potresti incontrare. Quando conosci i386, e poi puoi scegliere x86_64 separatamente.

Answer 2

prega di leggere questo What are the calling conventions for UNIX & Linux system calls on x86-64

e si noti che l'uso di int 0x80 per chiamata di sistema sui sistemi x64 è un vecchio livello di compatibilità. dovresti usare le istruzioni syscall su sistemi x64.

è ancora possibile utilizzare questo vecchio metodo, ma è necessario compilare i file binari in modalità x86, consultare il manuale del compilatore/assemblatore per i dettagli.

Answer 3

Molto è cambiato molto tra i386 e x86_64 incluse sia le istruzioni utilizzate per andare nel kernel che i registri usati per trasportare gli argomenti delle chiamate di sistema. Ecco il codice equivalente a quello acquistato:

.section .data 

.section .text 
.global _start 
_start: 
movq $60, %rax 
movq $2, %rdi 
syscall 

Citando this answer a una domanda correlata:

La syscall numeri sono nel codice sorgente di Linux sotto arch/x86/include/asm/unistd_64.h. Il numero di syscall viene passato nel registro rax. I parametri sono in rdi, rsi, rdx, r10, r8, r9. La chiamata è invocata con l'istruzione "syscall". Syscall sovrascrive il registro rcx. Il ritorno è in corso.

Answer 4

Se si controlla /usr/include/asm/unistd_32.h uscita corrisponde a 1 ma in /usr/include/asm/unistd_64.h uscita corrisponde a 60.

Answer 5

duskwuff 's answer indica correttamente il meccanismo per le chiamate di sistema è diverso per Linux x86 a 64 bit rispetto a Linux a 32 bit.

Tuttavia, questa risposta è incompleta e fuorviante per un paio di ragioni:

• Il cambiamento è stato effettivamente introdotto prima di sistemi a 64 bit è diventato popolare, motivato dalla observation that int 0x80 was very slow on Pentium 4. Linus Torvalds coded up a solution using the SYSENTER/SYSEXIT instructions (che era stato introdotto da Intel intorno all'era Pentium Pro, ma che erano buggy e non dava alcun beneficio pratico). Pertanto, i sistemi Linux moderni a 32 bit in uso con il sistema operativo sono SYSENTER, non int 0x80.
• I kernel Linux x86 a 64 bit in realtà non utilizzano SYSENTER e SYSEXIT. Sono actually use le istruzioni molto simili SYSCALL/SYSRET.

Come pointed out in the comments, SYSENTERin realtà non funziona su molti sistemi Linux a 64-bit -cioè a 64 bit di AMD sistemi.

È una situazione confusamente confusa. Il gory details are here, ma che cosa si tratta di è questo:

Per un kernel a 32 bit, SYSENTER/SYSEXIT sono l'unica coppia compatibile [tra AMD e Intel CPU]

Per un kernel a 64 bit a Long solo in modalità ... SYSCALL/SYSRET sono l'unica coppia compatibile [tra AMD e Intel CPU]

sembra che su un CPU Intel in modalità a 64 bit, è possibile ottenere AWA y usando SYSENTER perché fa la stessa cosa di SYSCALL, tuttavia questo non è il caso dei sistemi AMD.

Riga inferiore: utilizzare sempre SYSCALL su Linux su sistemi x86 a 64 bit. È ciò che l'ABI x86-64 in realtà specifica. (Vedi questo ottimo wiki answer per ulteriori dettagli.)