Поиск (ключи):  ПРОГРАММЫ СТАТЬИ СОВЕТЫ ФОРУМ ССЫЛКИ НОВОСТИ (+) MAN'ы ДОКУМЕНТАЦИЯ

<< Предыдущая ИНДЕКС Поиск в статьях src Установить закладку Перейти на закладку Следующая >>

Ключевые слова: assembler, linux, freebsd,  (найти похожие документы)

From: marlyn <adain@mail.ru>
Newsgroups: http://www.wasm.ru/
Date: Mon, 9 Dec 2003 14:31:37 +0000 (UTC)
Subject: Ассемблер в Unix

Оригинал: http://www.wasm.ru/print.php?article=asminunix

                              Ассемблер в Unix

#Введение

   Так исторически сложилось, что программирование на ассемблере под unix
   почти не востребовано, и занимаются им только кодеры-маньяки,
   дзен-буддисты и прочие настоящие ассемблерщики.

   Настоящий ассемблерщик - зверь крайне редкий, практически нигде и не
   встретишь его, разве что в заповеднике - http://wasm.ru./ Unix-ассемблерщик
   еще более редкий подвид, практически вымерший, если не считать,
   западный, http://linuxassembly.org./

   Для исправления такой плачевной ситуации, и была написана эта статья,
   а точнее цикл статей, которые по задумке автора, должны привлечь в
   ряды адептов-юникс-дзена множество новых членов.

   В первой части (которую вы сейчас читаете) я имею честь познакомить
   вас с прекрасным миром unix-программирования, что выльется в написание
   простейшего helloworld. В следующей части - мы разберем несколько,
   более сложных примеров. И под конец, наверное, будет программирование
   под x-windows.


#Инструменты

   Для нормально функционирования нам понадобятся следующие вещи:

    1. Собственно какая-либо unix-совместимая ось. (например linux, или
       лучше FreeBSD ),

    2. Компилятор fasm. ( http://www.flatassembler.net/ )

    3. Линкер ld ( есть почти в любом дистрибутиве unix ),

    4. Особый склад ума, причем последнее - самое главное. Если у вас
       этого нет, то ни один, даже самый последний RedHat на пару со
       свежим fasm'ом вам не поможет.

   И еще, о компиляторах - в unix обычно используются AS с AT&T
   синтаксисом, который для многих людей, выросших на tasm'е и masm'е,
   кажется полной абракадаброй. Поэтому, для начала, мы будем
   использовать привычные компиляторы с Intel'овским синтаксисом (fasm
   или nasm). Хотя позже, если найдутся желающие, можно будет рассмотреть
   и AT&T asm.


#Общие сведения

   Unix, который мы будем использовать - 32 битная система, работающая в
   защищенном режиме, и использующая плоскую модель памяти.

   Как и большинство операционных систем, Unix предоставляет программе
   набор различных функций (по другому - Api). Но, в отличие от,
   например, WinAPI, где вызовы производятся с помощью call'ов, в unix -
   больше свободы: можно вызывать функция ядра напрямую, а можно
   использовать многочисленные библиотеки. Рассмотрим для начала первый
   способ.

   Системный вызов производится с помощью прерывания 0x80 (чаще всего). К
   сожалению, (а может и к счастью) существует несколько конвенций
   вызова, что приводит к несовместимости кода между многими unix-like
   осями. Я рассмотрю только две, самые популярные платформы: Linux и
   *BSD.

   FreeBSD (а также OpenBSD и NetBSD)

   Эта система использует традиционную unix конвенцию вызова: номер
   функции помещается в eax, параметры в стек, вызов производится с
   помощью функции содержащей int 0x80, а результат возвращается в eax.
   Наверное, понятнее будет, если рассмотреть это на примере:

 sys_call:
             int  0x80
             ret
       start:
         push msg_len   ; размер строки
         push msg       ; адрес строки
         push 1         ; stdout
         mov  eax,4     ; номер системной функции - sys_write
         call sys_call
         add  esp,4*3   ; очищаем за собой стек

   Впрочем, от функции sys_call можно отказаться, достаточно просто
   помещать в стек лишний dword:

start:
              push msg_len   ; размер строки
              push msg       ; адрес строки
              push 1         ; stdout
              mov  eax,4     ; номер системной функции - sys_write
              push eax       ; все что угодно
              int  0x80
              add  esp,4*3   ; очищаем за собой стек



   Также FreeBSD поддерживает конвенцию вызова, применяемую в linux. Для
   это необходимо включить linux emulation. Еще эта эмуляция потребуется
   для запуска fasm. А еще нужна утилита brandelf (наверняка она у вас
   есть). Дело в том, что пока не существует версии fasm'а конкретно для
   BSD систем. Но это легко исправить, вот так:

Brandelf -t Linux fasm

   Если это не сработает (а такое возможно из-за не совместимости
   форматов), придется перекомпилировать fasm, заменив формат файла
   "format PE executable" на простой "format ELF", а потом слинковать ld.


   Linux
   В линуксе используется fastcall конвенция. Номер функции, все так же,
   помещается в eax, а вот параметры, вместо стека, помещаются в
   регистры. Пример:

              mov  edx,msg_len
              mov  ecx,msg
              mov  ebx,1
              mov  eax,4
              int  0x80

   Порядок размещения параметров такой:

                           No. параметра Регистры
                                     1
                                           ebx
                                 2         ecx
                                 3         edx
                                     4
                                           esi
                                     5
                                           edi
                                 6         ebp

   Как видите максимальное количество параметров - 6. Если их больше,
   приходиться помещать все параметры в структуру и передавать ее адрес в
   ebx.



#Описание системных функций

   После того как вы разобрались с вызовом функций, будет логичным
   вопрос: "А где взять описание этих самых функций?".

   Ничего похожего на msdn, в unix среде к сожалению не существует, но не
   нужно забывать: unix - система с открытым исходном кодом и все нужное,
   можно найти там.

Для linux:
        arch/i386/kernel/entry.S
        include/asm-i386/unistd.h
        include/linux/sys.h

Для FreeBSD:
        i386/i386/exception.s
        i386/i386/trap.c
        sys/syscall.h

   Для каждой функции можно посмотреть описание, используя man(2).



#Пример программы. Hello world

   Пришло время написать, тот самый, жутко всем надоевший - HelloWorld.

   Я приведу пример только FreeBSD версии, переписать это под linux -
   будет вашим домашним заданием. (для самых ленивых - см. примеры к
   статье)

------------------[cut]-----------------------------------

format ELF
section '.text' executable
public _start
_start:
              push msg_len   ; size of message
              push msg       ; offset of message
              push 1         ; stdout
              mov  eax,4     ; 4 =  sys_write
              push eax
              int  0x80
              add  esp,4*3   ; очищаем за собой стэк

              xor  eax,eax
              push eax       ; код выхода
              inc  eax       ; 1 = sys_exit
              int  0x80

section '.data' writeable

              msg db "Hello world",0
              msg_len = $-msg

------------------[end cut]-------------------------------


   Сборка.
   Сначала скомпилируем файл, вот так:

  fasm hello.asm hello.o

   А потом слинкуем:

  ld -o hello hello.o

   А теперь посмотрите на размер. 600 байт, впечатляет?! ( размер можно
   еще очень сильно уменьшить, но об этом, как-нибудь в другой раз)


#Использование библиотеки libc

   Некрасивый и совсем не дзенский способ, но все же мы его рассмотрим -
   для полноты картины.

   Итак, libc (c library) - это стандартная библиотека с для UNIX. Она
   содержит в себе кучу полезных функций, типа printf, и используется
   почти во всех обычных программах (кстати сказать, многие функции этой
   библиотеки - простые обертки над вызовами ядра).

   В FASMе существуют удобные макросы, для вызова си функций..., но я не
   буду их использовать, отдав предпочтение чистому ассемблеру.

   Пример:


------------------[cut]-----------------------------------
format ELF
section '.text' executable

extrn printf

public main
main:
        push msg
        call printf
        add  esp,4
        ret

section '.data' writeable

        msg db "Hello world!\n",0
------------------[end cut]-------------------------------


   Компилируется это дело так:

   fasm hellolib.asm hellolib.o
   gcc -o hellolib hellolib.o

   Заключение.

   Ну вот вы и написали свою первую программу на ассемблере под UNIX.

   Все на много проще чем кажется, неправда ли?

   Eсли у вас возникнут какие-либо вопросы, пишите мне на
   adain@mail.ru, или на форум http://wasm.ru/forum/

   До встречи.

   Примеры к статье: 
                     http://www.opennet.ru/soft/asminunix.zip
                     (http://www.wasm.ru/pub/28/files/asminunix.zip)

     [C] marlyn

© 2002 wasm.ru - all rights reserved and reversed

<< Предыдущая ИНДЕКС Поиск в статьях src Установить закладку Перейти на закладку Следующая >>

[AD] [AD] [AD]