LLVM上的Syscall/sysenter

Question

如何编写发出特定于体系结构的系统调用指令所需的LLVM bitcode？

更具体地,clang支持嵌入式组件和明确支持发射系统调用(否则libc和vdso不能被编译).翻译如何为此工作,我如何能够重复这种行为？

我理解LLVM本身可能无法以足够高级的方式理解各种体系结构使用的调用接口和寄存器调度,以在LLVM字节码中表示(例如,可以在其他地方填写).但是,显然可以添加此信息的阶段.

我如何做到这一点,从"带内联汇编的C源"之后的任何阶段开始？

一个令人满意的答案将包括如何调用五参数int 0x80系统调用的示例.我之所以选择五,因为它需要溢出到堆栈,我选择int 0x80因为它易于理解并且在最常见的平台上.

Answer 1

在这里发布答案,因为exa已经获得了赏金.

我意识到在罗斯里奇的评论之后提出这个问题有些愚蠢,有些人还在玩铿锵声.

假设我们有以下程序,它使用内联汇编来直接调用write().

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    char *buf = "test\n";
    ssize_t n;
    asm volatile (
        "movl $0x00000002, %%edi\n"  /* first argument == stderr */
        "movl $0x00000006, %%edx\n"  /* third argument == number of bytes */
        "movl $1, %%eax\n"  /* syscall number == write on amd64 linux */
        "syscall\n"
        : "=A"(n)         /* %rax: return value */
        : "S"(buf));      /* %rsi: second argument == address of data to write */
    return n;
}

我们可以使用gcc或编译它,clang并获得大致相同的结果.

$ gcc -o syscall.gcc syscall.c
$ clang -o syscall.clang syscall.c
$ ./syscall.gcc
test
$ ./syscall.clang
test

如果我们希望看到用于发出此代码的确切LLVM指令,我们可以简单地使用该-emit-llvm标志.如您所见,有call i64 asm sideeffect一行具有完整的内联汇编字符串.

$ clang -S -emit-llvm syscall.c
$ cat syscall.ll
; ModuleID = 'syscall.c'
target datalayout = "e-m:e-i64:64-f80:128-n8:16:32:64-S128"
target triple = "x86_64-pc-linux-gnu"

@.str = private unnamed_addr constant [6 x i8] c"test\0A\00", align 1

; Function Attrs: nounwind uwtable
define i32 @main() #0 {
  %1 = alloca i32, align 4
  %buf = alloca i8*, align 8
  %n = alloca i64, align 8
  store i32 0, i32* %1
  store i8* getelementptr inbounds ([6 x i8]* @.str, i32 0, i32 0), i8** %buf, align 8
  %2 = load i8** %buf, align 8
  %3 = call i64 asm sideeffect "movl $$0x00000002, %edi\0Amovl $$0x00000006, %edx\0Amovl $$1, %eax\0Asyscall\0A", "=A,{si},~{dirflag},~{fpsr},~{flags}"(i8* %2) #1, !srcloc !1
  store i64 %3, i64* %n, align 8
  %4 = load i64* %n, align 8
  %5 = trunc i64 %4 to i32
  ret i32 %5
}

attributes #0 = { nounwind uwtable "less-precise-fpmad"="false" "no-frame-pointer-elim"="true" "no-frame-pointer-elim-non-leaf" "no-infs-fp-math"="false" "no-nans-fp-math"="false" "stack-protector-buffer-size"="8" "unsafe-fp-math"="false" "use-soft-float"="false" }
attributes #1 = { nounwind }

!llvm.ident = !{!0}

!0 = metadata !{metadata !"Ubuntu clang version 3.5-1ubuntu1 (trunk) (based on LLVM 3.5)"}
!1 = metadata !{i32 134, i32 197, i32 259, i32 312}