Эта статья описывает некоторые аспекты программирования для x86-ассемблера (AT&T style, который генерит gcc) под Linux . Описывается , как дебажить такие программы .

Необходимы:

i386 PC под Linux
GCC, GNU C-compiler
GDB, GNU debugger

Все тестировалось на GCC версия 2.95.4 и GDB 19990928 под Linux 2.4.9

Не мешало бы ознакомиться с документацией "as" и "gdb" .

Source Code

Рассмотрим hello.c

/* hello.c */
 #include 
 
 main()
 {
         printf("hello\n").
 }

которая после запуска печатает сообщение

Компиляция :

linuxbox> gcc -o hello hello.c linuxbox> ./hello hello

Что происходит при компиляции можно посмотреть с помощью опции -v

linuxbox> gcc -v -o hello hello.c Reading specs from /usr/lib/gcc-lib/i386-linux/2.95.4/specs gcc version 2.95.4 20010902 (Debian prerelease) /usr/lib/gcc-lib/i386-linux/2.95.4/cpp0 -lang-c -v -D__GNUC__=2 -D__GNUC_MINOR__=95 -D__ELF__ -Dunix -D__i386__ -Dlinux -D__ELF__ -D__unix__ -D__i386__ -D__linux__ -D__unix -D__linux -Asystem(posix) -Acpu(i386) -Amachine(i386) -Di386 -D__i386 -D__i386__ hello.c /tmp/ccCGCFmG.i GNU CPP version 2.95.4 20010902 (Debian prerelease) (i386 Linux/ELF) #include "..." search starts here: #include <...> search starts here: /usr/local/include /usr/lib/gcc-lib/i386-linux/2.95.4/include /usr/include End of search list. The following default directories have been omitted from the search path: /usr/lib/gcc-lib/i386-linux/2.95.4/../../../../include/g++-3 /usr/lib/gcc-lib/i386-linux/2.95.4/../../../../i386-linux/include End of omitted list. /usr/lib/gcc-lib/i386-linux/2.95.4/cc1 /tmp/ccCGCFmG.i -quiet -dumpbase hello.c -version -o /tmp/ccI5CJce.s GNU C version 2.95.4 20010902 (Debian prerelease) (i386-linux) compiled by GNU C version 2.95.4 20010902 (Debian prerelease). as -V -Qy -o /tmp/cc2lti5K.o /tmp/ccI5CJce.s GNU assembler version 2.11.90.0.31 (i386-linux) using BFD version 2.11.90.0.31 /usr/lib/gcc-lib/i386-linux/2.95.4/collect2 -m elf_i386 -dynamic-linker /lib/ld-linux.so.2 -o hello /usr/lib/crt1.o /usr/lib/crti.o /usr/lib/gcc-lib/i386-linux/2.95.4/crtbegin.o -L/usr/lib/gcc-lib/i386-linux/2.95.4 /tmp/cc2lti5K.o -lgcc -lc -lgcc /usr/lib/gcc-lib/i386-linux/2.95.4/crtend.o /usr/lib/crtn.o

При этом:

Идет Preprocess исходника cpp.
Компиляция cc в асм-код.
Использование AT&T-синтаксиса под linux отличается от программирования асм-а под винду. Функция main вызывается как обычная функция . При этом не нужно инициализировать сегментные регистры .
Далее идет код программы , которую мы назовем "average.s". Обраите внимание , как инициализируются 3 переменных в секторе данных - на инициализацию каждой переменной уходит триада - тип : размер : значение
```
/* linux version of AVTEMP.ASM CS 200, fall 1998 */
 .data   /* начало data segment */
 
 /* hi_temp data item */
         .type hi_temp,@object  /* declare as data object */
         .size hi_temp,1         /* declare size in bytes */
 hi_temp:
         .byte 0x92      /* set value */
 
 /* lo_temp data item */
         .type lo_temp,@object
         .size lo_temp,1
 lo_temp:
         .byte 0x52
 
 /* av_temp data item */
         .type av_temp,@object
         .size av_temp,1
 av_temp:
         .byte 0
 
 /* segment registers set up by linked code */
 /* beginning of text(code) segment */
 .text
         .align 4        /* set 4 double-word alignment */
 .globl main             /* make main global for linker */
         .type main,@function    /* declare main as a function */
 main:
         pushl %ebp      /* function requirement */
         movl %esp,%ebp /* function requirement */
         movb hi_temp,%al
         addb lo_temp,%al
         movb $0,%ah
         adcb $0,%ah
         movb $2,%bl
         idivb %bl
         movb %al,av_temp
         leave           /* function requirement */
         ret                     /* function requirement */
 
 
 
```
Генерация обьектного кода:
as -a --gstabs -o average.o average.s
Опция "-a" печатает протокол памяти. Выводится расположение переменных в памяти относительно кодовых и дата-сегментов . "--gstabs" сохраняет отладочную информацию в исполняемый файл . (используемый потом gdb). Опция "-o" задает имя average.o .
Обьектный файл (average.o) затем будет залинкован к системным обьектным файлам crt1.o, crti.o и crtn.o. crt1.o и crti.o делают инициализацию кода и crtn.o очистку. Они должны лежать в "/usr/lib" . Их можно поискать командой :
find / -name "crt*" -print
Линковка:

ld -m elf_i386 -static /usr/lib/crt1.o /usr/lib/crti.o -lc average.o /usr/lib/crtn.o
Инструкция "-m elf_i386" использует файловый формат ELF . "-static" - статическая линковка . "-lc" - линковка к стандартной библиотеке (libc.a). Возможно , при ненахождении последней вам прийдется запустить "-I/libdirectory" .
Ну и статус исполняемого файла меняем как "chmod +x ./a.out".
После чего можно запустить скомпилированный исполняемый файл - кстати , он ничего не печатает .
Вообще говоря , можно создать Makefile с более упрощенным вариантом команды ld:
```
 a.out: average.o
         ld average.o -lc
         chmod +x ./a.out
 
 average.o: average.s
         as -a --gstabs -o average.o average.s
 
 clean:
         rm -fr  average.o a.out
 
```
Опция "--gstabs" позволит нам отдебажить программу с помощью gdb.
Итак запускаем gdb:
gdb ./a.out
типа:
```
[bjorn@pomade src]$ gdb ./a.out
 GNU gdb 4.17
 Copyright 1998 Free Software Foundation, Inc.
 GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
 welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
 Type "show copying" to see the conditions.
 There is absolutely no warranty for GDB.  Type "show warranty" for details.
 This GDB was configured as "i386-redhat-linux"...
 (gdb) 
 
```
Команда "l" будет выводить по порядку команды :
```
 (gdb) l
 1       /* linux version of AVTEMP.ASM CS 200, fall 1998 */
 2       .data   /* beginning of data segment */
 3
 4       /* hi_temp data item */
 5               .type hi_temp,@object  /* declare as data object */
 6               .size hi_temp,1         /* declare size in bytes */
 7       hi_temp:
 8               .byte 0x92      /* set value */
 9
 10      /* lo_temp data item */
 (gdb) 
 
```
Поставим точку прерывания на функции main :
```
 (gdb) break main
 Breakpoint 1 at 0x80480f7
 (gdb) 
 
```
Теперь выполняем :
```
 (gdb) run
 Starting program: /home/bjorn/src/./a.out 
 
 Breakpoint 1, main () at average.s:31
 31              movb hi_temp,%al
 Current language:  auto; currently asm
 (gdb) 
 
```
Можно проверить значения регистров :
```
 (gdb) info registers
 eax            0x8059200        134582784
 ecx            0xbffffd94       -1073742444
 edx            0x0      0
 ebx            0x8097bf0        134839280
 esp            0xbffffdd8       0xbffffdd8
 ebp            0xbffffdd8       0xbffffdd8
 esi            0x1      1
 edi            0x8097088        134836360
 eip            0x80480f7        0x80480f7
 eflags         0x246    582
 cs             0x23     35
 ss             0x2b     43
 ds             0x2b     43
 es             0x2b     43
 fs             0x2b     43
 gs             0x2b     43
 (gdb) 
 
```
Или набрать "p/x $eax" , что выведет значение EAX register . Префикс "E" перед именем регистра говорит о том , что он 32-битный. Они появились начиная с версии 80386. Linux использует "flat" и protected-модель памяти, для этого EIP хранит текущий адрес.
```
 (gdb) p/x $eax
 $4 = 0x8059200
 (gdb) 
 
```
Команда "p" выводит, "/x" устанавливает 16-ричный формат. команды "s" или "step" - суть одно и то же - выводят следующую инструкцию.
```
 (gdb) step
 32              addb lo_temp,%al
 (gdb) 
 
```
заметим что 92H загружается младший значащий бит регистра EAX (те в AL ) командой movb .
```
 (gdb) p/x $eax
 $6 = 0x8059292
 (gdb) 
 
```
Продолжим....
```
 (gdb) s
 33              movb $0,%ah
 (gdb) s
 34              adcb $0,%ah
 (gdb) s
 35              movb $2,%bl
 (gdb) s
 36              idivb %bl
 (gdb) s
 37              movb %al,av_temp
 (gdb) s
 38              leave
 
```
И если теперь проверить регистр EAX и переменную av_temp after мы увидим - 72H.
```
 (gdb) p/x $eax
 $9 = 0x8050072
 (gdb) p/x av_temp
 $10 = 0x72
 (gdb) 
 
```
Понятно , что при листинге инструкция выполняется :-)

Теперь другой вариант Hello world , который-таки выводит на экран :

 .data                                   # section declaration
 
 msg:
         .ascii  "Hello, world!\n"       # our dear string
         len = . - msg                   # length of our dear string
 
 .text                                   # section declaration
 
                         # we must export the entry point to the ELF linker or
     .global _start      # loader. They conventionally recognize _start as their
                         # entry point. Use ld -e foo to override the default.
 
 _start:
 
 # write our string to stdout
 
         movl    $len,%edx       # third argument: message length
         movl    $msg,%ecx       # second argument: pointer to message to write
         movl    $1,%ebx         # first argument: file handle (stdout)
         movl    $4,%eax         # system call number (sys_write)
         int     $0x80           # call kernel
 
 # and exit
 
         movl    $0,%ebx         # first argument: exit code
         movl    $1,%eax         # system call number (sys_exit)
         int     $0x80           # call kernel

Компиляция :

 as -o hello.o hello.S
 ld -s -o hello hello.o

Оставьте свой комментарий !

Ваше имя:

Комментарий:

Оба поля являются обязательными

Автор	Комментарий к данной статье