如何从汇编中调用C函数，以及如何静态链接它？_C_Linux_Assembly_Gcc_X86 64

如何从汇编中调用C函数，以及如何静态链接它？

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如何从汇编中调用C函数，以及如何静态链接它？,c,linux,assembly,gcc,x86-64,C,Linux,Assembly,Gcc,X86 64,我在四处玩耍，试图了解计算机和程序的低级操作。为此，我正在尝试将Assembly和C链接起来我有两个程序文件： “callee.C”中的一些C代码：我可以像这样构建和执行程序： $ as ./caller.asm -o ./caller.obj $ gcc -c ./callee.c -o ./callee.obj $ ld -e my_entry_pt -lc ./callee.obj ./caller.obj -o ./prog.out -dynamic-linker /lib64/ld

我在四处玩耍，试图了解计算机和程序的低级操作。为此，我正在尝试将Assembly和C链接起来

我有两个程序文件：

“callee.C”中的一些C代码：

我可以像这样构建和执行程序：

$ as ./caller.asm -o ./caller.obj
$ gcc -c ./callee.c -o ./callee.obj
$ ld -e my_entry_pt -lc ./callee.obj ./caller.obj -o ./prog.out -dynamic-linker /lib64/ld-linux-x86-64.so.2
$ ldd ./prog.out
    linux-vdso.so.1 (0x00007fffdb8fe000)
    libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f46c7756000)
    /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f46c7942000)
$ ./prog.out
Hello, World!

一路上，我遇到了一些问题。如果未设置-dynamic linker选项，则默认为：

$ ld -e my_entry_pt -lc ./callee.obj ./caller.obj -o ./prog.out
$ ldd ./prog.out
    linux-vdso.so.1 (0x00007ffc771c5000)
    libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f8f2abe2000)
    /lib/ld64.so.1 => /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f8f2adce000)
$ ./prog.out
bash: ./prog.out: No such file or directory

为什么会这样？我的系统上的链接器默认值有问题吗？我该如何修理它

而且，静态链接不起作用

$ ld -static -e my_entry_pt -lc ./callee.obj ./caller.obj -o ./prog.out
ld: ./callee.obj: in function `my_c_func':
callee.c:(.text+0x16): undefined reference to `write'

为什么会这样？write（）不应该只是系统调用“write”的c库包装器吗？我怎样才能修好它

我在哪里可以找到关于C函数调用约定的文档，这样我就可以了解参数是如何来回传递的，等等

最后，虽然这对这个简单的例子似乎有效，但我在初始化C堆栈时是否做错了什么？我是说，现在我什么都没做。在开始调用函数之前，我应该从内核为堆栈分配内存、设置边界并设置%rsp和%rbp。还是内核加载器为我处理了所有这些？如果是这样的话，Linux内核下的所有架构都会为我解决吗？

虽然Linux内核提供了一个名为

write

的系统调用，但这并不意味着您会自动获得一个包装函数，它的名称与您可以从C调用的名称相同，即

write（）

。事实上，如果不使用libc，则需要内联程序集从C调用任何系统调用，因为libc定义了这些包装函数

与其显式地将二进制文件链接到

ld

，不如让

gcc

为您做这件事。如果源代码以

.s

后缀结尾，它甚至可以组装程序集文件（在内部执行适当版本的

作为

）。看起来您的链接问题只是GCC假设与您自己如何通过LD实现之间的分歧

不，它不是虫子；

ld

是

ld的默认路径。因此

不是现代x86-64 GNU/Linux系统上使用的路径。（

/lib/ld64.so.1

可能在multi-arch系统能够同时支持i386和x86-64版本的库的尘埃落定之前就已经在早期的x86-64 GNU/Linux端口上使用了。现代系统使用

/lib64/ld-Linux-x86-64.so.2

）

Linux使用。（PDF）描述了初始执行环境（调用

\u start

时）和调用约定。实际上，您有一个初始化的堆栈，其中存储了环境和命令行参数

让我们构造一个完整的工作示例，包含C和汇编（AT&T语法）源代码，以及最终的静态和动态二进制文件

首先，我们需要一个

Makefile

来保存键入的长命令：

#SPDX许可证标识符：CC0-1.0
CC:=gcc
CFLAGS:=-Wall-Wextra-O2-march=x86-64-mtune=generic-m64\
-ffreserving-nostlib-nostartfiles
LDFLAGS：=
全部：静态程序动态程序
清洁：
rm-f静态程序动态程序*.o
%.o:%.c
$（CC）$（CFLAGS）$^-c-o$@
%.o:%.s
$（CC）$（CFLAGS）$^-c-o$@
动态程序：main.o asm.o
$（CC）$（CFLAGS）$^$（LDFLAGS）-o$@
静态程序：main.o asm.o
$（CC）-静态$（CFLAGS）$^$（LDFLAGS）-o$@

Makefiles特别注重缩进，但会将制表符转换为空格。因此，粘贴完上面的内容后，运行

sed-e的|^*|\t |'-i Makefile

将缩进修复回选项卡

上述Makefile和所有以下文件中的SPDX许可证标识符告诉您，这些文件是根据以下文件获得许可的：也就是说，这些文件都是专用于公共域的

使用的编译标志：

```
-Wall-Wextra
```
：启用所有警告。这是一个很好的做法
```
-O2
```
：优化代码。这是一个常用的优化级别，通常被认为是足够的，不太极端
```
-march=x86-64-mtune=generic-m64
```
：编译为64位x86-64又称AMD64体系结构。这些是默认值；您可以使用
```
-march=native
```
为自己的系统进行优化
```
-ffreestanding
```
：编译以独立的C环境为目标。告诉编译器不能假定
```
strlen
```
或
```
memcpy
```
或其他库函数可用，因此不要在调用
```
strlen
```
、
```
memcpy
```
或
```
memset
```
时优化循环、结构副本或数组初始化。如果您确实提供了gcc可能想要发明调用的任何函数的asm实现，那么您可以忽略这一点。（尤其是当您编写的程序将在操作系统下运行时）
```
-nostlib-nostartfiles
```
：不要链接标准C库或其启动文件。（实际上，
```
-nostlib
```
已经“包括”
```
-nostartfiles
```
，因此仅
```
-nostlib
```
就足够了。）

接下来，让我们创建一个头文件，

nolib.h

，它实现了

nolib\u exit（）

和

nolib\u write（）

组退出和写入系统调用的包装器：

//SPDX许可证标识符：CC0-1.0
/*在x86-64上需要Linux*/
#如果！已定义（uuu linux_uuuu）| |！已定义（\uuuux86\u64\uuuuuuu）
#错误“这仅适用于x86-64上的Linux。”
#恩迪夫
/*已知系统调用号，不依赖于glibc或内核头*/
#定义系统写入1
#定义系统退出组231
//通常你会用
//#包括）
接下来，我们需要一些C代码<代码>main.c

：

//SPDX许可证标识符：CC0-1.0
#包括“nolib.h”
常量字符*c_函数（void）
{
返回“C函数”；
}
静态内联长nolib_put（const char*msg）
{
如果（！msg）{
返回nolib_write（1，“（null）”，6）；
}否则{
const char*end=msg；
while（*结束）
$ ld -e my_entry_pt -lc ./callee.obj ./caller.obj -o ./prog.out
$ ldd ./prog.out
    linux-vdso.so.1 (0x00007ffc771c5000)
    libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f8f2abe2000)
    /lib/ld64.so.1 => /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f8f2adce000)
$ ./prog.out
bash: ./prog.out: No such file or directory

$ ld -static -e my_entry_pt -lc ./callee.obj ./caller.obj -o ./prog.out
ld: ./callee.obj: in function `my_c_func':
callee.c:(.text+0x16): undefined reference to `write'

reset ; make clean all

asm_function(0) returns 'C function', and asm_function(1) returns 'One'.

strip --strip-unneeded static-prog dynamic-prog

Dump of assembler code for function write:
=> 0x0000000000401040 <+0>:     endbr64                 # for CET, or NOP on CPUs without CET
   0x0000000000401044 <+4>:     mov    %fs:0x18,%eax    ### this faults with no TLS setup
   0x000000000040104c <+12>:    test   %eax,%eax
   0x000000000040104e <+14>:    jne    0x401060 <write+32>
   0x0000000000401050 <+16>:    mov    $0x1,%eax        # simple case: EAX = __NR_write
   0x0000000000401055 <+21>:    syscall 
   0x0000000000401057 <+23>:    cmp    $0xfffffffffffff000,%rax
   0x000000000040105d <+29>:    ja     0x4010b0 <write+112>        # update errno on error
   0x000000000040105f <+31>:    retq                               # else return

   0x0000000000401060 <+32>:    sub    $0x28,%rsp               # the non-simple case:
   0x0000000000401064 <+36>:    mov    %rdx,0x18(%rsp)          # write is an async cancellation point or something
   0x0000000000401069 <+41>:    mov    %rsi,0x10(%rsp)
   0x000000000040106e <+46>:    mov    %edi,0x8(%rsp)
   0x0000000000401072 <+50>:    callq  0x4010e0 <__libc_enable_asynccancel>
   0x0000000000401077 <+55>:    mov    0x18(%rsp),%rdx
   0x000000000040107c <+60>:    mov    0x10(%rsp),%rsi
   0x0000000000401081 <+65>:    mov    %eax,%r8d
   0x0000000000401084 <+68>:    mov    0x8(%rsp),%edi
   0x0000000000401088 <+72>:    mov    $0x1,%eax
   0x000000000040108d <+77>:    syscall 
   0x000000000040108f <+79>:    cmp    $0xfffffffffffff000,%rax
   0x0000000000401095 <+85>:    ja     0x4010c4 <write+132>
   0x0000000000401097 <+87>:    mov    %r8d,%edi
   0x000000000040109a <+90>:    mov    %rax,0x8(%rsp)
   0x000000000040109f <+95>:    callq  0x401140 <__libc_disable_asynccancel>
   0x00000000004010a4 <+100>:   mov    0x8(%rsp),%rax
   0x00000000004010a9 <+105>:   add    $0x28,%rsp
   0x00000000004010ad <+109>:   retq   
   0x00000000004010ae <+110>:   xchg   %ax,%ax

   0x00000000004010b0 <+112>:   mov    $0xfffffffffffffffc,%rdx   # errno update for the simple case
   0x00000000004010b7 <+119>:   neg    %eax
   0x00000000004010b9 <+121>:   mov    %eax,%fs:(%rdx)          # thread-local errno?
   0x00000000004010bc <+124>:   mov    $0xffffffffffffffff,%rax
   0x00000000004010c3 <+131>:   retq

   0x00000000004010c4 <+132>:   mov    $0xfffffffffffffffc,%rdx   # same for the async case
   0x00000000004010cb <+139>:   neg    %eax
   0x00000000004010cd <+141>:   mov    %eax,%fs:(%rdx)
   0x00000000004010d0 <+144>:   mov    $0xffffffffffffffff,%rax
   0x00000000004010d7 <+151>:   jmp    0x401097 <write+87>