更正 sys_uname 的内联汇编代码

Question

我已经为系统调用sys_uname编写了内联汇编代码，但似乎不正确。

#include <sys/utsname.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/syscalls.h>
#include <string.h>

struct utsname stroj;
__asm__ volatile("pushl [=11=];"
              "pushl %%ebx;"
              "pushl [=11=];"
              "int [=11=]x80;"
              :
              : "a" (SYS_uname), "b" (&stroj)
              );

//uname(&stroj); -> when I do this it works, but again, I want to use inline assembly
write(1, stroj.nodename, strlen(stroj.nodename)); // 1 = stdout

是否有一些明显的问题我没有解决？此写入没有打印出任何内容，字面意思是“”。

Answer 1

此答案假定您希望直接使用系统调用而不是通过 C 库函数是有原因的。

正确的内联程序集版本可能如下所示：

#include <sys/utsname.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

/* SYS_uname has the value 164 */
/* #define SYS_uname 164 */

#define SYS_uname SYS_freebsd4_uname

int main()
{
    u_int syscallnum = SYS_uname;
    struct utsname stroj;

    asm("push %[stroj]\n\t"
        "push %%eax\n\t"        /* Required dummy value for int 0x80 */
        "int [=10=]x80\n\t"
        "add , %%esp"         /* 2*4 bytes removed from stack */
        : "+a"(syscallnum)      /* error code also returned in syscallnum */
        : [stroj]"r"(&stroj)
        : "memory");

    write(1, stroj.nodename, strlen(stroj.nodename));
    return 0;
}

对于FreeBSD 32-bit system calls，参数以相反的顺序压入堆栈。在发出 int [=15=]x80 之前，必须将虚拟值（任何值）压入堆栈。系统调用后需要调整栈指针ESP。任何可能改变的寄存器也需要处理。 int [=15=]x80 将 return 在 EAX 中的错误代码。 return 上面的代码将该值返回到 syscallnum 变量中。如果在内联汇编中修改寄存器并且不让 GCC 知道它可能会导致通常难以追查的未定义行为。

如果您通过寄存器传递地址，您将需要添加内存操作数（即使它们是虚拟的）以指定正在读取 and/or 写入寄存器中指针处的数据。或者，您可以指定 memory clobber，尽管这是一种更蛮力的方法，但它可能更容易理解。

GCC 的内联汇编功能强大，但很难正确使用，如果错误，可能会导致意外行为。您应该只将内联汇编用作可用于调用大多数系统调用的 last resort. FreeBSD has a syscall function。

您可以将上面的内联程序集编写为：

asm(
    "push %[stroj]\n\t"
    "push %%eax\n\t"        /* Required dummy value for int 0x80 */
    "int [=11=]x80\n\t"
    "add , %%esp"         /* 2*4 bytes removed from stack */
    : "+a"(syscallnum),     /* error code also returned in syscallnum */
      "=m"(stroj)
    : [stroj]"r"(&stroj));

FreeBSD 2+ 不支持过时的SYS_uname

如果您尝试运行上面的代码，您会发现它没有 return 任何东西。如果你使用程序 TRUSS 和像 truss ./progname 这样的命令，你应该在输出中看到类似这样的东西：

obs_uname(0xffffc6f8,0x0,0x0,0x0,0x0,0x0) ERR#78 'Function not implemented'

这是因为 FreeBSD 2+ doesn't support the SYS_uname system call and is now considered obsolete. FreeBSD's libc uname makes calls to SYS___sysctl 填充了 utsname 结构的字段。从命令行你可以查询 nodename 使用：

sysctl kern.hostname

你可以这样通过系统调用调用sysctl:

#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/sysctl.h>

#define OSNAME_MAX_LEN 256
/* SYS___sysctl has the value 202 */
/* #define SYS___sysctl 202 */

int main(void)
{
    char        osname[OSNAME_MAX_LEN];
    size_t      osnamelen = sizeof(osname) - 1;
    int         name[] = {CTL_KERN, KERN_HOSTNAME};
    u_int       namelen = sizeof(name) / sizeof(name[0]);
    char *      old = osname;
    size_t *    oldlenp = &osnamelen;

    u_int syscallnum = SYS___sysctl;

    asm("push %[newlen]\n\t"
        "push %[new]\n\t"
        "push %[oldlenp]\n\t"
        "push %[old]\n\t"
        "push %[namelen]\n\t"
        "push %[name]\n\t"
        "push %%eax\n\t"         /* Required dummy value */
        "int [=13=]x80\n\t"
        "add , %%esp"         /* 7*4=28 bytes to remove from stack */
        : "+a"(syscallnum)       /* error code also returned in syscallnum */
        : [name]"r"(name), [namelen]"r"(namelen),
          [old]"r"(old)  , [oldlenp]"r"(oldlenp),
          [new]"i"(NULL), [newlen]"i"(0)
        : "memory");

    if (syscallnum) {
        return EXIT_FAILURE;
    }

    osname[osnamelen]='[=13=]';     /* Ensure the OS Name is Null terminated */
    printf("This machine's node name is %s\n", osname);
    return EXIT_SUCCESS;
}

当内联汇编调整 ESP（push 等）时，它可能导致 GCC 生成并通过约束传递的内存操作数指向错误的内存位置。如果任何数据都放在堆栈上，则尤其如此。为避免此问题，最简单的方法是通过寄存器传递地址。

使用 syscall 函数而不是内联汇编也可以这样写：

#include <unistd.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/sysctl.h>

#define OSNAME_MAX_LEN 256
/* SYS___sysctl has the value 202 */
/* #define SYS___sysctl 202 */

int main(void)
{
    char        osname[OSNAME_MAX_LEN];
    size_t      osnamelen = sizeof(osname) - 1;
    int         name[] = {CTL_KERN, KERN_HOSTNAME};
    u_int       namelen = sizeof(name) / sizeof(name[0]);
    char *      old = osname;
    size_t *    oldlenp = &osnamelen;

    if (syscall(SYS___sysctl, name, namelen, old, oldlenp, NULL, 0) == -1) {
        perror("sysctl");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    osname[osnamelen]='[=14=]';     /* Ensure the OS Name is Null terminated */
    printf("This machine's node name is %s\n", osname);
    return EXIT_SUCCESS;
}

更正 sys_uname 的内联汇编代码

Correct inline assembly code for sys_uname

c

x86

freebsd

inline-assembly

i386

FreeBSD 2+ 不支持过时的SYS_uname