内联汇编访问系统时间后C段错误

Question

我一直在尝试在 Ubuntu 16.04 下使用 C 中的内联汇编来访问系统时间。我的代码如下所示:

struct timeval *date_time;

asm(
    "movl $116, %%eax;"
    "push $0;"
    "push %0;"
    "push $0;"
    "int $0x80;"
    :
    :"b"(date_time)
);

假设我在特定函数中存储了上面的几行。每当我调用该函数时，它都会触发错误代码:

Segmentation fault (core dumped)

由于我是内联汇编的新手，我猜代码可能有问题。因此，如果您能指出我做错了什么，我将非常高兴。感谢您的所有建议。

Answer 1

这里有很多错误，其中最重要的是:

• 您将东西压入堆栈，但在离开内联汇编 block 之前没有再次弹出它们。编译器不知道你这样做了，所以它会在错误的地方寻找堆栈上的所有东西(比如返回地址)。这很可能是导致崩溃的原因。

• 更一般地说，使用这种内联汇编风格的编译器根本不解释汇编指令。他们相信你正确地使用了输入、输出、破坏注解。如果您甚至忘记提及已修改的一个寄存器或内存区域，编译器将围绕汇编插入生成不正确的代码，程序将无法运行。

• “Ubuntu 16.04”是 Linux 的一个发行版，因此您使用了错误的调用约定。 Linux 在寄存器中获取系统调用参数，而不是在堆栈中，as documented here ，并且 gettimeofday 不是 x86-32/Linux 上的系统调用号 116。 (始终使用 SYS_foo 常量，来自 sys/syscall.h，用于系统调用号。)

此外，最好在实际插入的程序集中尽可能少。在这种情况下，这仅意味着 int 指令本身。相反，使用输入和输出约束设置参数。这为编译器提供了最大的优化余地。 (如果你手写汇编是因为编译器没有足够好的优化工作，你应该写一个完整的纯汇编的“.s”文件，而不是一个带有巨大汇编插入的.c文件；这更可维护。)

这个任务的正确代码应该是这样的

#include <assert.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/syscall.h>

struct timeval
call_gettimeofday()
{
    struct timeval ret;
    int dummy;
    asm("int $0x80"
        : "=m" (ret), "=a" (dummy)
        : "1" (SYS_gettimeofday), "b" (&ret), "c" (0));
    assert(!dummy); // gettimeofday should never fail
    return ret;
}

最后一点，使用内联汇编进行系统调用几乎总是错误的。 C 库的包装函数可能做的工作比你所看到的要多，而且它们知道如何使用更有效的陷阱序列(使用 sysenter 或 syscall 而不是 int) 在可能的情况下。在 gettimeofday 的情况下，差异更为深刻:C 库知道如何执行 gettimeofday 操作，根本不会陷入内核!(阅读 vDSO 以了解这是如何实现的。)