linux - 换行字节 0Ah 被 x86_64 系统调用打印程序忽略

Question

我按照一个简单的教程创建了一个 NASM x86_64 程序，该程序使用定义的函数打印变量，并在末尾添加了一个新行。 sprintLF 调用 sprint ，它反过来打印 rax 中设置了适当系统调用的任何内容。返回时，sprintLF 用 0Ah 更新 rax 换行代码，然后将换行代码推送到堆栈，并在再次调用 sprint 之前将 rax 重新分配给 0Ah 的堆栈地址，并将换行代码写入标准输出。在我在 gdb 中调试 sprint 的所有代码下面，这表明所有正确的寄存器都存储了与系统调用 4 关联的值，我不知道为什么变量字符串被成功打印但换行符没有。

调用代码

 ;; Hello World Program (Externam file include)                                                                                                                                                      
    ;; Compile with: nasm -f elf64 helloworld-if.asm                                                                                                                                                   
    ;; Link with ld helloworld-if.o -o helloworld-if                                                                                                                                                  
    ;; Run with ./helloworld-inc                                                                                                                                                                        

    %include        'function.asm' ; include our external file                                                                                                                                          

    SECTION .data
    msg1    db      'Hello, brave new world!', 0h           ;our first message string add null terminating byte                                                                                         
    msg2    db      'This is how we recycle in NASM.', 0h   ; our second message string add null terminating byte                                                                                       

    SECTION .text
    global _start

_start:

    mov     rax, msg1       ; mov the address of our first message string into RAX                                                                                                                      
    call    sprintLF                ; call our string printing function                                                                                                                                 

    mov     rax, msg2       ; move the address of our second message string into RAX                                                                                                                    
    call    sprintLF                ; call our string printing function                                                                                                                                 

    call    quit            ; call our quit function   

效用函数

; -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------                                                                                       
; int slen(String message)                                                                                                                                                                                  
; String length calculation function                                                                                                                                                                        


slen:                           ; this is our first function declaration                                                                                                                                    

    push    rbx             ; push the value in RBX onto the stack to preserve it while we use RBX in this function                                                                                     
    mov     rbx, rax        ; move this address in RAX into RBX ( Both point to the same segment in memory)                                                                                             

nextchar:

    cmp     byte [rax], 0   ; this is the same as lesson 3                                                                                                                                              
    jz      finished
    inc     rax
    jmp     nextchar

finished:

    sub     rax, rbx
    pop     rbx             ; pop the value on the stack back into RBX                                                                                                                                  
    ret                     ; return to where the function was called                                                                                                                                   


    ;; ---------------------------------------------------------------------------------------------------------                                                                                        
    ;; void sprint(String message)                                                                                                                                                                      
    ;; String printing function                                                                                                                                                                         
sprint:

    push    rdx
    push    rcx
    push    rbx
    push    rax
    call    slen

    mov     rdx, rax
    pop     rax

    mov     rcx, rax
    mov     rbx, 1
    mov     rax, 4
    int     80h

    pop     rbx
    pop     rcx
    pop     rdx
    ret

    ;; ----------------------------------------------------------------------------------------------------------                                                                                       
    ;; void sprintLF(String message)                                                                                                                                                                    
    ;; String printing with line feed function                                                                                                                                                          

sprintLF:
    call    sprint

    push    rax             ; push rax onto the stack to preserve it while         we use the rax register in this function                                                                                     
    mov     rax, 0Ah        ; push 0Ah into rax, 0Ah is the ascii         character for a linefeed                                                                                                              
    push    rax             ; push the linefeede onto the stack so we     can get the address                                                                                                               
    mov     rax, rsp        ; move the address of the current stack     pointer into rax for sprint -> because write requires a memory address     
    call    sprint          ; call our sprint function                                                                                                                                                  
    pop     rax             ; restore out linefeed character from the     stack                                                                                                                             
    pop     rax             ; return to our program                                                                                                                                                     
    ret

        ;; -----------------------------------------------------------------------------------------------------------                                                                                      
    ;; void exit()                                                                                                                                                                                      
    ;; Exit program restore resources                                                                                                                                                                   
quit:

    mov     rbx, 0
    mov     rax, 1
    int     80h
    ret

用于执行代码和输出的命令如下:

nasm -f elf64 helloworld-if.asm
ld helloworld-if.o -o hellworld-if
./hellworld-if

Hello, brave new world!This is how we recycle in NASM.

在另一个程序中，我尝试在将参数放入堆栈后打印参数，所以我只能猜测系统调用不喜欢从堆栈中获取它的值，但我是汇编新手，这让我感到困惑.

Answer 1

您一直在尝试将使用 int0x80 的 32 位 Linux 代码转换为 64 位代码。虽然这适用于很多情况，但并不适用于所有情况。 int 0x80 是 32 位系统调用接口(interface)，但由于 IA32 兼容性内置于 Linux 内核(大多数发行版的默认设置)，您仍然可以使用 int 0x80。问题在于，当内核处理您的 int 0x80 请求时，仅寄存器的低 32 位被识别。

您第一个问题中的代码没有出现任何问题，但这段代码不起作用。原因是 RSP 中的堆栈指针通常是一个不能用 32 位值寻址的地址。当你执行 mov rax,rsp 时，RSP 的完整 64 位值被移动到 RAX，但是 sprint 的 int 0x80 调用只会查看 RAX(EAX 寄存器)的底部 32 位。

解决这个问题的方法是使用 64 位 syscall 接口(interface)。不幸的是，传入的系统调用号和寄存器参数已经改变。 Ryan Chapman's blog有一个很好的 64 位 syscall 系统调用编号及其参数表。

表中的sys_write系统调用号和参数为:

根据此信息，您可以通过执行以下操作将 sprint 转换为使用 syscall 接口(interface):

sprint:
    push    r11                ; R11 and RCX are clobbered by syscall as well
    push    rcx
    push    rdx
    push    rsi
    push    rdi
    push    rax
    call    slen

    mov     rdx, rax           ; RDX = number of characters to print
    pop     rax

    mov     rsi, rax           ; RSI = address of characters to print
    mov     rdi, 1             ; RDI = file descriptor (1=STDOUT)
    mov     rax, 1             ; System call number 1 = sys_write
    syscall                    ; 64-bit system call (rather than int 0x80)

    pop     rdi
    pop     rsi
    pop     rdx
    pop     rcx
    pop     r11
    ret

这是相当低效的，可以清理。我以这种方式呈现，以便您可以从原始代码的角度理解更改。我已经评论了相关的行。

注意:您真的应该使用 Ryan Chapman 的表作为指南将所有 int 0x80 调用转换为 syscall。我将其留作 OP 的练习。