了解 libc.a 中的简单 Linux 系统调用

Question

我正在使用glibc-2.13-1运行64 位 Debian 4.7.2-5 Linux系统。当我在搜索一些函数调用的汇编代码时，我遇到了这个：libc.a

file format elf64-x86-64

Disassembly of section .text:

0000000000000000 <sync>:
   0:   b9 a2 00 00 00        mov    eax,0xa2
   5:   0f 05                 syscall
   7:   48 3d 01 f0 ff ff     cmp    rax,0xfffffffffffff001
   d:   0f 83 00 00 00 00     jae    13 <sync+0x13>
  13:   c3                    ret

我对这是做什么感到有点困惑。如果这是一台 64 位机器（系统调用如何知道要进行什么系统调用），有什么意义mov eax,0xa2以及为什么不使用rax寄存器？简而言之：这 5 行代码做了什么？

Answer 1

0xa2 是系统调用号。内核使用它来决定要执行的实际功能，因为syscall指令本身不包含任何信息。

至于rax，它确实习惯了。为了延续过去开始的传统，eax是rax.的低 32 位的别名。然而，x64 架构有一个不太为人所知的怪癖：每当您修改低 32 位部分时，高 32 位就会归零。所以，实际上mov eax, 0xa2等价于mov rax, 0xa2，只是它的编码更短。NASM，或者as -O2，甚至会为你做优化。

最后三个指令执行错误处理。如果%rax介于 -1 和 -4095 之间，则表示对于任何Linux 系统调用，系统调用都返回了错误。这是它在原始来源中的样子：

cmpq $-4095, %rax    /* Check %rax for error.  */
jae __syscall_error  /* Branch forward if it failed.  */
ret                  /* Return to caller.  */

您看到错误的目标，jae因为您正在反汇编可重定位对象，并且可重定位字段已设置为 0，因为它们将在最终链接时修补。

要查看重定位目标，请将-rswitch添加到objdump命令行：

0000000000000000 <sync>:
   0:   b8 a2 00 00 00          mov    $0xa2,%eax
   5:   0f 05                   syscall 
   7:   48 3d 01 f0 ff ff       cmp    $0xfffffffffffff001,%rax
   d:   0f 83 00 00 00 00       jae    13 <sync+0x13>
                        f: R_X86_64_PC32        __syscall_error-0x4
  13:   c3                      retq   

您可以看到 offset 处的字节f将被修补，以便跳转到 __syscall_error.

有关系统调用的更多信息，请阅读https://cs.lmu.edu/~ray/notes/syscalls/。
还有The Definitive Guide to Linux System Calls博客文章。