Getrusage 内联汇编
Getrusage inline assembly
我正在尝试使用套接字将 getrusage 功能实现到我的客户端服务器程序中，所有这些都在 FreeBSD 上 运行ning。我想打印出处理器时间使用情况和内存使用情况。
我已尝试执行以下代码，但得到的输出是 Illegal instrucion (Core dumped)
int getrusage(int who, struct rusage *usage){
int errorcode;
__asm__(
"syscall"
: "=a" (errorcode)
: "a" (117), "D" (who), "S" (usage) //const Sysgetrusage : scno = 117
: "memory"
);
if (errorcode<0) {
printf("error");
}
return 1;
}
更新： 我已经尝试 运行 这个但是我得到零值或一些随机数值或负数值。知道我错过了什么吗？
int getrusage(int who, struct rusage *usage){
int errorcode;
__asm__("push [=11=];"
"push %2;"
"push %1;"
"movl 7, %%eax;"
"int [=11=]x80;"
:"=r"(errorcode)
:"D"(who),"S"(usage)
:"%eax"
);
if (errorcode<0) {
printf("error");
}
return 1;
}
我更愿意使用系统调用write，但它给了我一个编译warning: passing arg 1 of 'strlen' makes pointer from integer without a cast
编辑：（这是现在的工作代码，关于评论）
struct rusage usage;
getrusage(RUSAGE_SELF,&usage);
char tmp[300];
write(i, "Memory: ", 7);
sprintf (tmp, "%ld", usage.ru_maxrss);
write(i, tmp, strlen(tmp));
write(i, "Time: ", 5);
sprintf (tmp, "%lds", usage.ru_utime.tv_sec);
write(i, tmp, strlen(tmp));
sprintf (tmp, "%ldms", usage.ru_utime.tv_usec);
write(i, tmp, strlen(tmp));
知道哪里出了问题吗？
您收到 illegal instruction 错误的原因是因为 SYSCALL 指令仅适用于 64 位 FreeBSD 运行 64 位程序。这是一个严重的问题，因为您的一条评论表明您的代码在 32 位 FreeBSD 上是 运行。
在正常情况下，您不需要编写自己的 getrusage，因为它是该平台上 C 库 (libc) 的一部分。看来您的任务是使用内联汇编来完成它。
64 位 FreeBSD 和 SYSCALL 指令
由于 SYSCALL 破坏了 RCX 和 [=72= 的内容，因此您的 64 位代码中存在一些错误]R11。您的代码可能会工作，但将来可能会失败，尤其是当程序扩展并且您启用优化时。以下更改将这 2 个寄存器添加到破坏列表中：
int errorcode;
__asm__(
"syscall"
: "=a" (errorcode)
: "a" (117), "D" (who), "S" (usage) //const Sysgetrusage : scno = 117
: "memory", "rcx", "r11"
);
使用 memory 破坏器会导致生成低效代码，所以我只在必要时才使用它。随着您成为专家，可以消除对 memory 破坏的需要。如果不允许我使用 getrusage:
的 C 库版本，我会使用如下函数
int getrusage(int who, struct rusage *usage){
int errorcode;
__asm__(
"syscall"
: "=a"(errorcode), "=m"(*usage)
: "0"(117), "D"(who), "S"(usage)
: "rcx", "r11"
);
if (errorcode<0) {
printf("error");
}
return errorcode;
}
这使用内存操作数作为输出约束并删除 memory 破坏。由于编译器知道 rusage 结构有多大并且 =m 表示输出约束修改了内存，我们不需要 memory 破坏器。
通过 Int 0x80 的 32 位 FreeBSD 系统调用
正如评论和更新代码中提到的，要在 FreeBSD 中使用 32 位代码进行系统调用，您必须使用 int 0x80。这在 FreeBSD System Calls Convention 中有描述。参数从右到左压入堆栈，在压入最后一个参数后，您必须通过将任何 4 字节值压入堆栈来在堆栈上分配 4 个字节。
您编辑的代码有一些错误。首先，将额外的 4 个字节压入其余参数之前。你需要推动它。您需要在 int 0x80 之后调整堆栈，以有效回收传递的参数使用的堆栈 space。您将三个 4 字节的值压入堆栈，因此需要在 int 0x80.
之后向 ESP 添加 12
您还需要一个 memory 破坏，因为编译器根本不知道您实际上修改了内存。这是因为您完成约束的方式会修改变量 usage 中的数据，但编译器不知道是什么。
int 0x80 的 return 值将在 EAX 中，但您使用约束 =r。它应该是 =a，因为 return 值将在 EAX 中被 returned。由于使用 =a 告诉编译器 EAX 已被破坏，因此您无需再将其列为破坏者。
修改后的代码可能看起来像：
int getrusage(int who, struct rusage *usage){
int errorcode;
__asm__("push %2;"
"push %1;"
"push [=12=];"
"movl 7, %%eax;"
"int [=12=]x80;"
"add , %%esp"
:"=a"(errorcode)
:"D"(who),"S"(usage)
:"memory"
);
if (errorcode<0) {
printf("error");
}
return errorcode;
}
另一种可以用更高级的技术编写的方法是：
int getrusage(int who, struct rusage *usage){
int errorcode;
__asm__("push %[usage]\n\t"
"push %[who]\n\t"
"push %%eax\n\t"
"int [=13=]x80\n\t"
"add , %%esp"
:"=a"(errorcode), "=m"(*usage)
:"0"(117), [who]"ri"(who), [usage]"r"(usage)
:"cc" /* Don't need this with x86 inline asm but use for clarity */
);
if (errorcode<0) {
printf("error");
}
return errorcode;
}
这使用标签（usage 和 who）来标识每个参数，而不是使用 %3、%4 等数字位置。这使得内联汇编更容易理解。由于任何 4 字节的值都可以在 int 0x80 之前被压入堆栈，我们可以通过简单地压入任何寄存器的内容来节省几个字节。在这种情况下，我使用了 %%eax。这使用 =m 约束，就像我在 64 位示例中所做的那样。
有关扩展内联汇编程序的更多信息，请参见 GCC documentation。
我正在尝试使用套接字将 getrusage 功能实现到我的客户端服务器程序中，所有这些都在 FreeBSD 上 运行ning。我想打印出处理器时间使用情况和内存使用情况。
我已尝试执行以下代码，但得到的输出是 Illegal instrucion (Core dumped)
int getrusage(int who, struct rusage *usage){
int errorcode;
__asm__(
"syscall"
: "=a" (errorcode)
: "a" (117), "D" (who), "S" (usage) //const Sysgetrusage : scno = 117
: "memory"
);
if (errorcode<0) {
printf("error");
}
return 1;
}
更新： 我已经尝试 运行 这个但是我得到零值或一些随机数值或负数值。知道我错过了什么吗？
int getrusage(int who, struct rusage *usage){
int errorcode;
__asm__("push [=11=];"
"push %2;"
"push %1;"
"movl 7, %%eax;"
"int [=11=]x80;"
:"=r"(errorcode)
:"D"(who),"S"(usage)
:"%eax"
);
if (errorcode<0) {
printf("error");
}
return 1;
}
我更愿意使用系统调用write，但它给了我一个编译warning: passing arg 1 of 'strlen' makes pointer from integer without a cast
编辑：（这是现在的工作代码，关于评论）
struct rusage usage;
getrusage(RUSAGE_SELF,&usage);
char tmp[300];
write(i, "Memory: ", 7);
sprintf (tmp, "%ld", usage.ru_maxrss);
write(i, tmp, strlen(tmp));
write(i, "Time: ", 5);
sprintf (tmp, "%lds", usage.ru_utime.tv_sec);
write(i, tmp, strlen(tmp));
sprintf (tmp, "%ldms", usage.ru_utime.tv_usec);
write(i, tmp, strlen(tmp));
知道哪里出了问题吗？
您收到 illegal instruction 错误的原因是因为 SYSCALL 指令仅适用于 64 位 FreeBSD 运行 64 位程序。这是一个严重的问题，因为您的一条评论表明您的代码在 32 位 FreeBSD 上是 运行。
在正常情况下，您不需要编写自己的 getrusage，因为它是该平台上 C 库 (libc) 的一部分。看来您的任务是使用内联汇编来完成它。
64 位 FreeBSD 和 SYSCALL 指令
由于 SYSCALL 破坏了 RCX 和 [=72= 的内容，因此您的 64 位代码中存在一些错误]R11。您的代码可能会工作，但将来可能会失败，尤其是当程序扩展并且您启用优化时。以下更改将这 2 个寄存器添加到破坏列表中：
int errorcode;
__asm__(
"syscall"
: "=a" (errorcode)
: "a" (117), "D" (who), "S" (usage) //const Sysgetrusage : scno = 117
: "memory", "rcx", "r11"
);
使用 memory 破坏器会导致生成低效代码，所以我只在必要时才使用它。随着您成为专家，可以消除对 memory 破坏的需要。如果不允许我使用 getrusage:
int getrusage(int who, struct rusage *usage){
int errorcode;
__asm__(
"syscall"
: "=a"(errorcode), "=m"(*usage)
: "0"(117), "D"(who), "S"(usage)
: "rcx", "r11"
);
if (errorcode<0) {
printf("error");
}
return errorcode;
}
这使用内存操作数作为输出约束并删除 memory 破坏。由于编译器知道 rusage 结构有多大并且 =m 表示输出约束修改了内存，我们不需要 memory 破坏器。
通过 Int 0x80 的 32 位 FreeBSD 系统调用
正如评论和更新代码中提到的，要在 FreeBSD 中使用 32 位代码进行系统调用，您必须使用 int 0x80。这在 FreeBSD System Calls Convention 中有描述。参数从右到左压入堆栈，在压入最后一个参数后，您必须通过将任何 4 字节值压入堆栈来在堆栈上分配 4 个字节。
您编辑的代码有一些错误。首先，将额外的 4 个字节压入其余参数之前。你需要推动它。您需要在 int 0x80 之后调整堆栈，以有效回收传递的参数使用的堆栈 space。您将三个 4 字节的值压入堆栈，因此需要在 int 0x80.
您还需要一个 memory 破坏，因为编译器根本不知道您实际上修改了内存。这是因为您完成约束的方式会修改变量 usage 中的数据，但编译器不知道是什么。
int 0x80 的 return 值将在 EAX 中，但您使用约束 =r。它应该是 =a，因为 return 值将在 EAX 中被 returned。由于使用 =a 告诉编译器 EAX 已被破坏，因此您无需再将其列为破坏者。
修改后的代码可能看起来像：
int getrusage(int who, struct rusage *usage){
int errorcode;
__asm__("push %2;"
"push %1;"
"push [=12=];"
"movl 7, %%eax;"
"int [=12=]x80;"
"add , %%esp"
:"=a"(errorcode)
:"D"(who),"S"(usage)
:"memory"
);
if (errorcode<0) {
printf("error");
}
return errorcode;
}
另一种可以用更高级的技术编写的方法是：
int getrusage(int who, struct rusage *usage){
int errorcode;
__asm__("push %[usage]\n\t"
"push %[who]\n\t"
"push %%eax\n\t"
"int [=13=]x80\n\t"
"add , %%esp"
:"=a"(errorcode), "=m"(*usage)
:"0"(117), [who]"ri"(who), [usage]"r"(usage)
:"cc" /* Don't need this with x86 inline asm but use for clarity */
);
if (errorcode<0) {
printf("error");
}
return errorcode;
}
这使用标签（usage 和 who）来标识每个参数，而不是使用 %3、%4 等数字位置。这使得内联汇编更容易理解。由于任何 4 字节的值都可以在 int 0x80 之前被压入堆栈，我们可以通过简单地压入任何寄存器的内容来节省几个字节。在这种情况下，我使用了 %%eax。这使用 =m 约束，就像我在 64 位示例中所做的那样。
有关扩展内联汇编程序的更多信息，请参见 GCC documentation。