x86_64 汇编 Linux 系统调用混淆

问题描述：

我目前正在学习 Linux 上的汇编语言。我一直在使用《从头开始编程》这本书，所有示例都是 32 位的。我的操作系统是 64 位的，我一直试图用 64 位来完成所有示例。但我遇到了麻烦：

.section .data

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

这仅仅只是调用了 Linux 退出系统调用，或者它应该这样做。相反，它导致了 SEG FAULT，当我这样做时

.section .data

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

它有效。显然问题在于我移动到 %rax 的值。我在第二个示例中使用的值 $1 是“从头开始编程”中所说的值，但是互联网上的多个来源都说 64 位系统调用号是 $60。参考
我做错了什么？此外，我还应该注意哪些其他问题，我应该使用什么作为参考？以防万一你需要知道，我正在阅读“从头开始编程”的第 5 章。

解决方案 1：

您遇到了 i386 和 x86_64 之间的一个令人惊讶的差异：它们不使用相同的系统调用机制。正确的代码是：

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

中断0x80总是调用 32 位系统调用。它用于允许 32 位应用程序在 64 位系统上运行。

出于学习目的，您可能应该尝试严格遵循教程，而不是临时转换为 64 位——您可能会遇到其他一些重大的行为差异。一旦您熟悉了 i386，就可以单独选择 x86_64。

解决方案 2：

请阅读此文：x86-64 上 UNIX 和 Linux 系统调用的调用约定是什么

并注意int 0x80在 x64 系统上使用 syscall 是一个旧的兼容层。您应该syscall在 x64 系统上使用指令。

您仍然可以使用这种旧方法，但是您需要在 x86 模式下编译您的二进制文件，请参阅您的编译器/汇编器手册以了解详细信息。

解决方案 3：

duskwuff的回答正确指出了 64 位 x86 Linux 与 32 位 Linux 的系统调用机制不同。

然而，这个答案并不完整，而且具有误导性，原因如下：

• 这一变化实际上是在 64 位系统流行之前引入的，其动机int 0x80是 Pentium 4 上的速度非常慢。Linus Torvalds使用/指令编写了一个解决方案SYSENTER`SYSEXIT（该指令由 Intel 在 Pentium Pro 时代引入，但存在缺陷且没有实际好处）。因此**现代 32 位 Linux 系统实际上使用的是SYSENTER，而不是int 0x80`**。

• 64 位 x86 Linux 内核实际上并不使用SYSENTER和SYSEXIT。它们实际上使用非常相似的SYSCALL/SYSRET指令。

正如评论中指出的那样，它实际上在许多 64 位 Linux 系统（即 64 位AMDSYSENTER 系统）上不起作用。

这确实是一个令人困惑的情况。详细情况如下，但归根结底是这样的：

对于 32 位内核，SYSENTER/SYSEXIT 是[AMD 和 Intel CPU 之间]唯一兼容的对

对于长模式下的 64 位内核... SYSCALL/SYSRET 是[AMD 和 Intel CPU 之间]唯一兼容的对

看起来，在64 位模式的Intel CPU 上，您可以使用，SYSENTER因为它执行的操作与相同SYSCALL，但对于 AMD 系统而言并非如此。

底线：始终SYSCALL在 64 位 x86 系统上的 Linux 上使用。这是 x86-64 ABI 实际指定的。（有关更多详细信息，请参阅这个很棒的wiki 答案。）

解决方案 4：

i386 和 x86_64 之间有很多变化，包括用于进入内核的指令和用于携带系统调用参数的寄存器。以下是与您的代码等效的代码：

.section .data

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

引用这个相关问题的答案：

系统调用编号位于 Linux 源代码的 arch/x86/include/asm/unistd_64.h 下。系统调用编号在 rax 寄存器中传递。参数位于 rdi、rsi、rdx、r10、r8、r9 中。调用由“syscall”指令调用。系统调用覆盖 rcx 寄存器。返回值位于 rax 中。

解决方案 5：

如果您检查/usr/include/asm/unistd_32.h退出对应于1但在
/usr/include/asm/unistd_64.h退出对应于60。