汇编：Linux汇编基本框架与系统调用

在Linux操作系统下进行汇编编程时，基本的汇编程序框架通常包括以下几个部分：

①全局段声明（section declarations）：定义数据段、代码段等。

②入口点（entry point） ：程序的执行起点，通常为_start或main。

③系统调用（system calls）：通过操作系统提供的接口完成基本功能，如输入输出。

以下是一个简单的32位Linux汇编程序的框架示例，使用了NASM汇编器：

1.创建.asm汇编文件

sudo vim Hello.asm

2.编写汇编代码

这段汇编代码是一个在Linux系统下编写的简单程序，使用系统调用输出"Hello World!"并换行，然后退出程序。

section .data
    msg db "Hello World!",0xa
    len equ $ - msg
​
section .text
    global _start
​
_start:
    mov edx,len
    mov ecx,msg
    mov ebx,1
    mov eax,4
    int 0x80
​
    mov ebx,0
    mov eax,1
    int 0x80

数据段（section .data）：

section .data：定义数据段，包含已初始化的数据。

msg db "Hello World!",0xa：定义一个字符串"Hello World!"，并在末尾添加换行符（ASCII码为0xa）。db指令用于定义字节序列（data byte）。

len equ $ - msg：定义一个常量len，其值是当前地址（$）减去字符串msg的起始地址，即字符串的长度。这里，$表示当前汇编位置的地址，因此$ - msg计算了字符串msg的长度。

代码段（section .text）：

section .text：定义代码段，包含程序的指令。

global _start：定义入口点_start，告诉链接器程序的起始位置。

程序入口（_start）：

_start:：程序的入口点。

1)打印内容

mov edx, len：将字符串长度len（即12，包括换行符）加载到寄存器edx中。这是系统调用write所需的第三个参数，表示要写入的字节数。

mov ecx, msg：将字符串地址msg加载到寄存器ecx中。这是系统调用write所需的第二个参数，表示要写入的缓冲区地址。

mov ebx, 1：将文件描述符1（标准输出stdout）加载到寄存器ebx中。这是系统调用write所需的第一个参数，表示目标文件描述符。

mov eax, 4：将系统调用号4（sys_write）加载到寄存器eax中。这告诉内核要执行write系统调用。

int 0x80：触发中断0x80，向内核发出系统调用请求。

这段代码执行的是write系统调用，具体调用格式如下：

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

在汇编中，参数按照以下顺序放入寄存器：

1. fd（文件描述符）：ebx

2. buf（缓冲区地址）：ecx

3. count（字节数）：edx

2)退出程序

mov ebx, 0：将退出状态码0（表示正常退出）加载到寄存器ebx中。

mov eax, 1：将系统调用号1（sys_exit）加载到寄存器eax中。这告诉内核要执行exit系统调用。

int 0x80：再次触发中断0x80，向内核发出系统调用请求。

这段代码执行的是exit系统调用，具体调用格式如下：

void _exit(int status);

在汇编中，参数按照以下顺序放入寄存器：

1. status（退出状态码）：ebx

通过这段代码，程序将输出"Hello World!"并换行，然后正常退出

更多的系统调用可以根据程序架构查看文件：

/usr/include/asm/unistd_32.h    #x86架构程序的系统调用头文件
​
/usr/include/asm/unistd_64.h    #x64架构程序的系统调用头文件

这两个文件分别定义了32位架构和64位架构汇编的系统调用的编号；系统调用号在汇编程序中非常重要，因为它们用于指示内核执行特定的操作。例如，sys_write系统调用的编号在unistd_64.h上是1;在unistd_32.h上是4。

3.生成目标文件（汇编）

nasm -f elf32 Hello.asm 

使用 nasm 汇编器将 Hello.asm 汇编成目标文件 Hello.o；这条命令会生成一个名为 Hello.o 的目标文件。

-f指定格式位32位的elf格式（因为上述代码中使用的系统调用是32位的系统调用）所以此时在汇编的使用要指定32位架构格式的目标文件。

4.链接

使用 ld 链接器将目标文件 Hello.o 链接成可执行文件 Hello32；将32位目标文件链接成可执行文件。

ld -m elf_i386 -s -o Hello32 Hello.o

5.执行程序

./Hello32

尽管大多数情况下x64系统可以运行x86程序，但有些情况下可能会出现兼容性问题：

①缺少32位库：如果系统中没有安装需要的32位库或特定的依赖项，32位程序将无法运行。
②系统调用和内核模块：某些32位程序可能直接使用特定的系统调用或内核模块，这些调用或模块在64位系统中不可用或行为不同。
③依赖特定硬件特性：某些32位程序可能依赖于特定的硬件特性或设备驱动，这些特性或驱动在64位系统中不可用或需要特定的32位支持。

这里顺便记录一下简答的x64汇编架构；

以下是一个简单的32位Linux汇编程序的框架示例，同样使用NASM汇编器：

这段汇编代码是一个Linux 64平台下的程序，实现了输出"Hello World"并换行，并正常退出的功能。

section .data
    msg db "Hello World",0xa
    len equ $ - msg
​
section .text
    global _start
​
_start:
    mov edx,len
    mov esi,msg
    mov edi,1
    mov eax,1  ;调用号为1因为是64位程序所以对应的调用号可以在/usr/include/asm/unistd_64.h文件中进行查阅
    syscall
​
    mov edi,0   ;调用号为0因为是64位程序所以对应的调用号可以在/usr/include/asm/unistd_64.h文件中查阅
    mov eax,60
    syscall

这段代码实现了以下功能：

1. 输出字符串：

   • 使用sys_write系统调用（系统调用号为1），它的参数分别是：edx寄存器存放字符串长度，esi寄存器存放字符串的地址，edi寄存器存放文件描述符（1表示标准输出）。

   • 执行syscall指令来触发系统调用。

2. 退出程序：

   • 使用sys_exit系统调用（系统调用号为60），它的参数是退出状态码，这里设置为0表示正常退出。

   • 再次执行syscall指令来触发系统调用。