在64位Linux和64位处理器上运行32位汇编代码：解释异常

Question

我遇到了一个有趣的问题，我忘记了我正在使用64位计算机和操作系统，并编写了32位汇编代码。我不知道如何编写64位代码。

这是Linux上Gnu汇编程序（AT＆T语法）的x86 32位汇编代码。

//hello.S
#include <asm/unistd.h>
#include <syscall.h>
#define STDOUT 1

.data
hellostr:
    .ascii "hello wolrd\n";
helloend:

.text
.globl _start

_start:
    movl $(SYS_write) , %eax  //ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
    movl $(STDOUT) , %ebx
    movl $hellostr , %ecx
    movl $(helloend-hellostr) , %edx
    int $0x80

    movl $(SYS_exit), %eax //void _exit(int status);
    xorl %ebx, %ebx
    int $0x80

    ret

现在，此代码应该可以在32位处理器和32位操作系统上正常运行，对吗？众所周知，64位处理器与32位处理器向后兼容。因此，这也不是问题。由于在64位OS和32位OS中系统调用和调用机制存在差异，因此出现了问题。我不知道为什么，但是他们在32位linux和64位linux之间更改了系统调用号。

asm / unistd_32.h定义：

#define __NR_write        4
#define __NR_exit         1

asm / unistd_64.h定义：

#define __NR_write              1
#define __NR_exit               60

无论如何，使用宏而不是直接数字都会得到回报。它确保正确的系统呼叫号码。

当我汇编和链接并运行程序时。

$cpp hello.S hello.s //pre-processor
$as hello.s -o hello.o //assemble
$ld hello.o // linker : converting relocatable to executable

它不打印helloworld。

在gdb中显示：

• 程序退出，代码为01。

我不知道如何在gdb中进行调试。在使用教程的过程中，我尝试调试它，并在每一步通过指令检查寄存器执行指令。它总是显示“程序退出01”。如果能告诉我如何调试它，那就太好了。

(gdb) break _start
Note: breakpoint -10 also set at pc 0x4000b0.
Breakpoint 8 at 0x4000b0
(gdb) start
Function "main" not defined.
Make breakpoint pending on future shared library load? (y or [n]) y
Temporary breakpoint 9 (main) pending.
Starting program: /home/claws/helloworld

Program exited with code 01.
(gdb) info breakpoints 
Num     Type           Disp Enb Address            What
8       breakpoint     keep y   0x00000000004000b0 <_start>
9       breakpoint     del  y   <PENDING>          main

我试过跑步strace。这是它的输出：

execve("./helloworld", ["./helloworld"], [/* 39 vars */]) = 0
write(0, NULL, 12 <unfinished ... exit status 1>

1. write(0, NULL, 12)在strace的输出中解释系统调用的参数？
2. 什么 究竟 是怎么回事？我想知道为什么的原因 正是 它与退出状态= 1退出？
3. 有人可以告诉我如何使用gdb调试该程序吗？
4. 他们为什么更改系统电话号码？
5. 请适当地更改此程序，使其可以在本机上正确运行。

编辑：

看完保罗·R的回答。我检查了我的文件

claws@claws-desktop:~$ file ./hello.o 
./hello.o: ELF 64-bit LSB relocatable, x86-64, version 1 (SYSV), not stripped

claws@claws-desktop:~$ file ./hello
./hello: ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV), statically linked, not stripped

我同意他的观点，这些应为ELF
32位可重定位和可执行文件。但这并不能回答我的问题。我所有的问题仍然存在。在这种情况下到底发生了什么？有人可以回答我的问题并提供此代码的x86-64版本吗？

Answer 1

请记住，默认情况下，64位OS上的所有内容都倾向于采用64位。您需要确保（a）在适当的地方使用#include的32位版本（b）与32位库的链接以及（c）构建32位可执行文件。如果您显示makefile的内容（如果有的话）或用于构建此示例的命令，则可能会有所帮助。

FWIW我稍微更改了您的代码（_start-> main）：

#include <asm/unistd.h>
#include <syscall.h>
#define STDOUT 1

    .data
hellostr:
    .ascii "hello wolrd\n" ;
helloend:

    .text
    .globl main

main:
    movl $(SYS_write) , %eax  //ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
    movl $(STDOUT) , %ebx
    movl $hellostr , %ecx
    movl $(helloend-hellostr) , %edx
    int $0x80

    movl $(SYS_exit), %eax //void _exit(int status);
    xorl %ebx, %ebx
    int $0x80

    ret

并像这样构建它：

$ gcc -Wall test.S -m32 -o test

确认我们具有32位可执行文件：

$ file test
test: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV), for GNU/Linux 2.6.4, dynamically linked (uses shared libs), not stripped

它似乎运行正常：

$ ./test
hello wolrd