库函数API和C语言汇编语言混合式编程

Posted on 2016-03-20 22:52  昆仑雪狐  阅读(479)  评论(0)    收藏  举报

  C语言代码内嵌汇编的方法：

在C语言文件中以如下格式加入汇编代码
__asm__(
“汇编语句模板”
：输出部分
：输入部分
：“破坏描述部分”
)
asm可以由__asm__代替，为其别名。
可加上__volatile__表示不需要编译器优化代码。
用双下划线起始或结尾。
所有汇编语句在双引号内，并以\n\t结束每一行。
$后跟立即数。
寄存器用%%+寄存器名表示：%%eax
参数用%+参数序号表示：%0 ， %1 。。。
输入输出部分跟在语句后，用（）表示，每一行前有“：”符号
参数序号与参数出现顺序一一对应。
参数前可以跟说明符，用“   ”表示，常用限定符意义如下
具体寄存器
a,b,c,d   将变量放入eXx
s  D      将变量放入esi   edi
q          将变量放入e（a,b,c,d)x中的任一个
r          将变量放入（a,b,c,d,s,d）中任一个
A         把eax和edx合成一个64的寄存器
 
内存
m        内存变量
o         内存变量，寻址方式是偏移量类型
V         内存变量，寻址方式不是偏移量类型
，        内存变量，寻址方式为自动增量
p         操作数是一个合法的内存地址
寄存器或内存
g         将输入变量放入eax，ebx，ecx，edx中的一个或作为内存变量
X         操作数为任何类型
立即数
I         0-31之间的立即数（用于32位移位指令）
J         0-63立即数（用于64）
N       0-255立即数（用于out指令）
i         立即数
n        立即数，对不支持数字以外立即数的系统使用
操作数类型
=       只写（输出）
+       读写类型（输入输出操作数）
浮点数
f        浮点数
t        第一个浮点寄存器
u       第二个浮点寄存器
G      标准的80387（指协处理器浮点运算部件80387）
%     该操作数可与下一个操作数交换位置
#      部分注释，从该字符到后面逗号之前的所有内容被忽略
\*     选用寄存器，则其后字母被忽略
匹配
“0”、“1”。。。“9”
表示被限制的操作数与某个指定的操作数匹配
以下面的程序为例讲一下应用：
 1 #include<stdio.h>
 2 #include <unistd.h>
 3 int main()
 4 {
 5 int a,b;
 6 pid_t t,asm_t;
 7 t =getpid();
 8 a = t;
 9 printf("pid = %d\n",a);
10 asm volatile(
11 "mov $0x14,%%eax\n\t"
12 "int $0x80\n\t"
13 "mov %%eax,%0\n\t"
14 :"=m"(asm_t)
15 );
16 b = asm_t;
17 printf("asm_t = %d\n",b);
18 return 0;
19 }

 

程序里面用到了系统调用getpid。它的原型是：
pid_t getpid(void)
getpid的调用编号为20（0x14），所有系统调用的编号可以在unistd.h文件里找到。
发起系统调用的过程为：
  • 应用程序通过调用C语言函数库中的外壳函数（wrapper），发起系统调用
  • 外壳函数必须保证所有的系统调用参数可用，这些参数通过堆栈传入外壳函数，内核希望将这些参数置入通用寄存器。因此，外壳函数会将上述参数复制到寄存器，个数不超过6个（ebx，ecx，edx，esi，edi，ebp）每个参数长度不超过寄存器的位数--32位。
  • 为了 让内核能区分每个系统调用，外壳函数会将系统调用编号复制到特定的通用寄存器中-->%eax
  • 在此之后，外壳函数执行一条中断指令，引发用户态到核心态的切换，并执行系统中断0x80（128d）的中断矢量所指向的代码
  • 内核调用system_call以响应0x80中断，过程如下：
  1. 在内核栈中保存寄存器值
  2. 审核调用编号的有效性
  3. 以系统调用编号对存放所有调用服务程序的列表（sys_call_table）进行索引，查找并调用相应的系统调用服务程序。若服务程序需要参数，则检查参数的有效性。
  4. 从内核栈中恢复各寄存器值，将系统调用返回置于栈中。
  5. 返回至外壳函数，同时将处理器切换回用户态
  • 若系统调用的返回值表明调用有误，外壳函数会使用该值设置全局变量errno，无误则返回调用程序，并返回一个整型值，表明系统调用是否成功。
执行结果如下：

by 昆仑雪狐

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