如何在Linux下写汇编
2013-05-02 15:23 fingertouch 阅读(5502) 评论(0) 编辑 收藏 举报本文为翻译文章，原文参见：http://docs.cs.up.ac.za/programming/asm/derick_tut/
1.NASM编译器
目前Linux下的汇编器主要有：as、as86和gas，但是本文使用的是NASM(The Netwide Assembler)。它使用Intel形式的汇编格式，和Intel形式相对的是AT&T形式的汇编格式。
2.Linux下汇编介绍
2.1DOS和Linux下汇编的主要不同
（1）DOS下的汇编，主要通过 int 21h 中断来实现各种DOS功能调用，而BIOS调用则是主要通过 int 10h 和 int 16h 中断来实现。但是在Linux中， 所有以上的功能调用都是通过内核来实现的。因此所有的功能都是通过“系统调用”来实现，而我们可以通过使用 int 80h 中断来实现系统调用。其中，Linux大约有190个左右的系统调用，比DOS下的要少。
（2）Linux是一个真正32位保护模式的操作系统，因此我们使用的是32为的汇编程序。32位汇编程序运行我们使用全部的内存（4G），这意味着我们不用在考虑段基址了，也不用在修改和操作段寄存器了，从某种程度上来说，变的更容易了。
（3）在32为汇编程序中，我们可以使用32位的寄存器 EAX、EBX、ECX等代替传统的16位寄存器 AX、BX、CX等寄存器。
2.2Linux下汇编的编写
（1）数据段 （.data section）
数据段主要用来“声明初始化数据”，换句话说，是用来定义常“变量”的，这个“变量”主要是指在程序中不会一直变化，定义后就会保持不变。通常数据段都是用来定义常用的标号，比如：文件名、缓存大小等等，当然，你也可以使用 EQU 这个指令来实现。定义常“变量”可以使用的指令有：DB、DW、DD、DQ和DT，例如：
section .data message: db 'Hello World!' ;声明一个字节类型（byte）的字符数组 msglength: equ 12 ;声明字节数组的长度 buffersiz: dw 1024 ;声明一个1024大小（字）的缓存
（2）变量段（.bss section）
该段主要是用来定义变量的，这里可以使用的指令有：RESB、RESW、EWSD、EWSQ和REST等，这些指令可以用来预留一些内存空间给定义的变量。例如：
section .bss filename: resb 255 ;定义255个字节的内存空间 number: resb 1 bignum: resw 1 ;定义1个字的内存空间（1字=2字节） realarray: resq 10 ;定义10个reals大小的数组
（3）代码段（.text section）
这部分主要是用来写汇编代码的，通常，代码段必须以 global _start（_start为标号，自定义）开头，他的主要含义是告诉内核程序是从这里开始的，内核在看到这部分变编译后的信息，就会将相关的CS:IP指向这里，然后开始执行程序。就和C函数中的main()函数类似。例如：
section .text global _start _start: pop ebx ;这里是程序开始执行的入口 . . .
2.3 Linux下的系统调用
Linux下的系统调用和DOS下的系统调用类似，主要通过以下几个步骤：
（1）将你的系统调用号放进EAX中（因为我们是在32位下，所以使用32位的EAX寄存器）。
（2）设置系统调用参数，并且依次将参数放进EBX、ECX、EDX、ESX、EDI和EBP。
（3）调用相关中断（对应Linux来说是 80h；对于DO来说是 21h）。
（4）最后的调用结果会返回到EAX中保存。
说明：第二步中的参数是按照顺序放置的，比如第一个参数放在EBX中，第二个参数放在ECX中，…第5个参数放在EDI中。但是只有Linux2.4以后的版本才至此第6个参数EBP，以上的版本只支持前5个参数。如果有多于6个参数，则EBX用来存放参数列表在内存中的位置，但是通常情况下是不会多于6个参数的。
例如：
mov eax,1 ;exit系统调用 mov ebx,0 ;返回参数是0 int 80h ;使用80h中断，然后系统内核便开始调用函数
从上述例子我们可以看出，exit()函数的系统调用号是1，但是我们怎么知道其他的系统调用号呢？并且他们的参数是如何？首先，所有的系统调用都位于 /usr/inlucde/（asm/asm-generic）/unistd.h中，其中也包含了他们的系统调用号（比如exit对应的是1）。但是为了方便，我们可以在下面的Linxu系统调用表中查看系统调用所对应的编号。当然，我们可以通过man 2 系统调用函数（man 2 exit）来查看该系统调用的具体情况。
2.4 “Hello Word！”
还是经典的“Hello Word！”，为了将其打印出来，我们使用标准输出（STDOUT），其文件描述符为1，以下是完整的程序：
section .data hello: db 'Hello World!' ;字符 helloLen equ $-hello ;字符的长度 section .text global _start _start: mov eax,4 ;sys_write的系统调用 mov ebx,1 ;参数1，文件描述符，stdout是1 mov ecx,hello ;字符的起始地址 mov edx,helloLen ;字符的长度 int 80h ;系统调用 mov eax,1 ;sys_exit的系统调用 mov ebx,0 ;sys_exit的返回参数0，表示无错误 int 80h
我们在vim中书写上述代码，然后将其保存为 hello.asm。
2.5 编译与连接
（1）打开控制终端
（2）将当前目录设置成 hello.asm同一目录
（3）使用NASM编译 hello.asm程序: nasm –f elf hello.asm
（4）使用 ld –s –o hello hello.o 指令连接程序
（5）运行程序 ./hello
程序将会输出：“Hello World！”
3 进阶
3.1 命令行参数和栈
从DOS程序中获取命令行参数是一件痛苦的经理，因为这要考虑到PSP和段寄存器。但是，在Linux中，这一切都显示那么简单，但程序开始运行时，所有的参数都会被放到栈中，如果我们想要获取他们，只需pop即可。
假设现在有一个program程序，他有三个参数：
./program foo bar 42
则现在程序的栈是如下形式：
现在，我们可以写一个获取其三个参数的程序出来：
section .text global _start _start: pop eax ;获取参数个数：3 pop ebx ;获取程序名称：program pop ebx ;获取第一个参数：foo pop ecx ;获取第二个参数：bar pop edx ;获取第三个参数：42 mov eax,1 mov ebx,0 int 80h ;退出
3.2 “过程”和跳转
NASM中没有TASM中的过程定义，但是可以使用标号来代替。例如：
其中有一点需要注意：
你可以 jump 到一个标号，但是你必须 call 一个 过程。
假设现在有如下代码：
if(AX == 'w') { writeFile(); } else { doSomethingElse(); }
那么其对应的汇编将是如下形式：
cmp AX,'w' ; jne skipWrite ; call writeFile ; jmp outOfThisMess ; skipWrite: call doSomethingElse outOfThisMess： ... ;
3.3 Linux和DOS汇编程序对比
3.3.1 “Hello World”程序输出对比
对比说明：
（1）DOS下的前三行，在Linux中是不需要的，因为Linux是一个32位的保护模式的操作系统，因此所有的寄存器和分页都已经是32位的，无需特殊处理，因此就不需要段寄存器，并且也不需要设置栈的大小。
（2）Linux下的NASM和DOS下的TASM/MASM的语法区别：
1） NASM使用SECTION .DATA而不是MASM中的.DATA。
2） NASM运行我们直接使用EQU定义常量，例如：bufferlen ： equ 400，那么在程序中bufferlen就等于400，这意味着我们不必使用括号来去该地址的内容。
3） NASM使用$表示当前行偏移SECTION的地址，如：hello: db 'Hello world!',10 helloLen: equ $-hello 中的$就表示当前行的偏移地址，$-hello表示当前行和上一行相差的距离，即字符的长度。
4） Linux下可以直接使用字符长度打印出字符，不必像DOS那样采用$-terminated的形式。
5） 为了打印出字符后换行，在Linux中需要加一个linefeed character（10），但是在DOS下，必须使用一个linefeed character（10）和一个carriage return（13）。
6） Linux下的代码段叫.TEXT,而DOS下的叫.CODE
7） Linux下的代码段，必须以GLOBAL XXX开始，这样做的目的是告诉系统内核程序开始执行的地址。
8） 由于Linux下无需考虑段寄存器，所以Linux下的汇编代码没有ASSUME关键字。
9） Linux下代码段（.text section）的结束不需要想DOS那样 END XXX。
（3） DOS下汇编程序中，START标签的前两句主要表示：DS寄存器指向 data segment；CS寄存器指向code segment。Linux直接使用32位寄存器，所以不需要这么设置。
（4） 在16位的DOS汇编程序中，我们使用16位的寄存器 AX、BX、CX、DX等。但是在32位的Linux中，我们使用扩展寄存器 EAX、EBX、ECX、EDX等。其中 AX 是 EAX 的低16位，AH 是 AX的高8位，AL 是 AX 的底8位，没有EAL这种寄存器。
（5） 在DOS中，如果我们想将变量的地址放进寄存器中，我们必须使用offset关键字来将其放进正确的段寄存器中。但是在Linux中不需要如此。
（6） 在DOS中，我们使用 int 21h 中断来调用 DOS 服务来打印字符。但是在Linux中，我们使用 int 80h 中断来调用 系统调用 来打印字符。并且其参数放置位置不同（参见3.1）。
（7） 退出调用的不同之处和（6）类似。
3.3.2 命令参数及文件写入对比
