接上文：

系统调用的子功能要用eax寄存器来指定，所以咱们要看看有哪些系统调用啦，在linux系统中，系统调用是定义在/usr/include/asm/unistd.h文件中，该文件只是个统一的入口，指向了32位和64位两种版本。在asm目录下提供了这两个版本，文件名分别是unistd_32.h 和unistd_64.h，这里给大家摘录了部分32位x86平台下的unistd_32.h文件，见图

 

在/usr/include/asm/unistd_32.h文件*定义了348个系统调用，哦，给大家说一下，我用的linux版本是CentOS release 6.3 (Final)，不知道新版本内核中是否增加了新的系统调用功能。

我们要用的系统调用是第4号调用，即__NR_write。不要被它前面的两个下滑线吓到，就是个命名而已，它代表就是我们所说的write系统调用。

如果不知道某个系统调用的用法，可以用man命令来查看，方法是man 2 系统调用名。咱们执行man 2 write看看，见图

 

man后面的数字2是表示查看System Calls方面的帮助，对于man自己的帮助信息，man命令也可以man自己，可以用man man来查看。上图只是部分帮助信息，咱们了解这些就够用了。write的功能是把buf指向的缓冲区中的count个字节写入fd指向的文件描述符，执行成功后返回写入的字节数，失败则返回-1。

如果在c语言中调用write的话，直接代入实参就行了，这是最简单的方式，如代码c_syscall.c：

#include <unistd.h>
int main(){
 write(1,"hello,world\n",4);
 return 0;
}

为了使用c标准库中的write函数，文件开头包含了标准头文件unistd.h，通过该函数可以使用系统的write系统调用，该文件在磁盘上的路径是/usr/include/unistd.h。不过在本机上测试发现不包含unistd.h，其编译、运行都没问题，也许这和隐式声明有关，这里不再深究。

调用“系统调用”有两种方式：

1. 将系统调用指令封装为c库函数，通过库函数进行系统调用，操作简单。
2. 不依赖任何库函数，直接通过汇编指令int与操作系统通信。

以上的c代码就是用的第一种方式，不知道您是否对write函数的内部实现感兴趣，其实我也没研究过，不过万变不离其宗，核心思想是必须与进行内核沟通才能获得内核提供的功能。所以，write内部封装的一定是系统调用指令，按照这种设想，下次咱们会模拟一下它的实现。

 

调用“系统调用”有两种方式：

1. 将系统调用指令封装为c库函数，通过库函数进行系统调用，操作简单。
2. 不依赖任何库函数，直接通过汇编指令int与操作系统通信。

以上的c代码就是用的第一种方式，不知道您是否对write函数的内部实现感兴趣，其实我也没研究过，不过万变不离其宗，核心思想是必须与进行内核沟通才能获得内核提供的功能。所以，write内部封装的一定是系统调用指令，按照这种设想，一会咱们会模拟一下它的实现。

我们这里要介绍下第二种：跨过库函数直接与系统内核通信，这样最终的程序是不需要与任何库文件链接，这是获得系统功能效率最高的方式。

我相信，如果曾经学过汇编语言，老师都给咱们演示过第二种方式，但大多数同学还是觉得云里雾里，即使照葫芦画瓢完成了打印字符串的工作，也有部分同学不清楚自己在做什么，所以我在这里尽量多说一点。

前面我们已经知道了write系统调用函数的c语言使用方式，我们要用汇编代码直接与内核通信该怎么做？我们要看看系统调用输入参数的传递方式。

当输入的参数小于等于5个时，linux是用寄存器传递参数。当参数个数大于5个时，把参数按照顺序放入连续的内存区域，并将该区域的首地址放到ebx寄存器。这里我们只演示参数小于等于5个的情况。

eax寄存器用来存储子功能号（寄存器eip、ebp、esp是不能使用的）。5个参数是存放在以下寄存器中，传送参数的顺序是：

1. ebx存储第1个参数
2. ecx存储第2个参数
3. edx存储第3个参数
4. esi存储第4个参数
5. edi存储第5个参数

好啦，理论知识够用啦，现在赶紧实践一把，见以下代码syscall_write.S

 1 section .data
 2 str_c_lib: db "c library says: hello world!", 0xa ;0xa为LF ascii码
 3 str_c_lib_len equ $-str_c_lib
 4
 5 str_syscall: db "syscall says: hello world!", 0xa
 6 str_syscall_len equ $-str_syscall
 7
 8 section .text
 9 global _start
 10 _start:
 11 ;;;;;;;;;;;;; 方式1: 模拟c语言中系统调用库函数write ;;;;;;;;;;;;;
 12 push str_c_lib_len ;按照c调用约定压入参数
 13 push str_c_lib
 14 push 1
 15
 16 call simu_write ;调用下面定义的simu_write
 17 add esp,12 ;回收栈空间
 18
 19 ;;;;;;;;;;;;; 方式2: 跨过库函数,直接进行系统调用 ;;;;;;;;;;;;;
 20 mov eax,4 ;第4号子功能是write系统调用（不是c库函数write）
 21 mov ebx, 1
 22 mov ecx, str_syscall
 23 mov edx, str_syscall_len
 24 int 0x80 ;发起中断，通知linux完成请求的功能。
 25
 26 ;;;;;;;;;;;;; 退出程序 ;;;;;;;;;;;
 27 mov eax,1 ;第1号子功能是exit
 28 int 0x80 ;发起中断，通知linux完成请求的功能。
 29
 30 ;;;;;;;下面自定义的simu_write用来模拟c库中系统调用函数write,
 ;;;;;;这里模拟它的实现原理
 31 simu_write:
 32 push ebp ;备份ebp
 33 mov ebp,esp
 34 mov eax,4 ;第4号子功能是write系统调用（不是c库函数write） 
 35 mov ebx, [ebp+8] ;第1个参数
 36 mov ecx, [ebp+12] ;第2个参数
 37 mov edx, [ebp+16] ;第3个参数
 38 int 0x80 ;发起中断，通知linux完成请求的功能
 39 pop ebp ;恢复ebp
 40 ret

代码syscall_write.S中，我们演示了系统调用的两种方式。程序开头定义了两种方式下打印的字符串，其中0xa为LF（LineFeed）ascii码，这样就会输出一个换行符。

第11~17行是在演示方式1，模拟调用c库函数write的方式。因为write是c库函数，按一般的做法是，汇编程序需要与c代码生成的目标文件链接才能调用c的代码。在这个例子中我们并没有这样帮做，因为我想让大家了解write函数的本质，所以，在这里为大家定义了simu_write来代替c库函数write，用它来简单解释write的原理，它定义在31~40行。这里是按照c调用约定将参数从右到左依次入栈，随后调用simu_write实现字符串打印功能。

第19~24行是在演示第2种系统调用的方式，这是最简单直接可依赖的方式。20~24行是在eax中赋予子功能号、将参数按照顺序依次写入对应的寄存器。

第31~40行是simu_write的实现，它内部在本质上是和第2种方式一样，都是在内部调用int指令直接和系统通信实现系统调用。此函数只是为了试图揭开c库函数的实现原理，良苦用心您懂的。

好啦，编译链接过程如下：

nasm -f elf -o syscall_write.o syscall_write.S

其中-f参数是用来指定编译输出的文件格式，这里需要指定为elf，目的是将来要和gcc编译的elf格式的目标文件链接，所以格式必须相同。nasm输出为目标文件，已经用-o指定文件名为syscall_write.o。

最后用ld程序将syscall_write.o链接成elf格式的二进制可执行文件。

ld -o syscall_write.bin syscall_write.o

程序执行后的效果如图

 

顺便说一句，syscall_write.bin如果因为权限不足而无法执行时，可以用以下指令增加执行权限：

chmod u+x syscall_write.bin

本文摘自《操作系统真象还原》，请大家支持正版，多谢。