最近在读《程序员的自我修养——链接、装载与库》收获匪浅。在4.6节中介绍链接过程时，书中有一个最“小”的程序的例子故想尝试。但发现书中例子是32位系统的例子，对于64位系统的情况有些许不同，故尝试改写为64位版。

32位版本

原书代码：

char *str = "Hello world!\n";

void print()
{
    asm( "movl $13,%%edx \n\t"
        "movl %0,%%ecx  \n\t"
        "movl $1,%%ebx  \n\t"   // 原书为$0，对应stdin；实际应为$1，对应标准输出stdout。
        "movl $4,%%eax  \n\t"
        "int $0x80      \n\t"
        ::"r"(str):"edx","ecx",'"ebx");
}

void exit()
{
    asm( "movl $42,%ebx  \n\t"
        "movl $1, %eax  \n\t"
        "int $0x80      \n\t" );
}

void nomain()
{
    print();
    exit();
}

代码注解

代码使用了内嵌汇编代码。nomain我们在链接阶段可指定为程序的入口。其中调用了两个函数：print和exit。

在print中实现了系统调用。通过调用0x80中断，eax为调用号，ebx,ecx,edx等通用寄存器来传递参数。在些函数中调用号（eax的值）为4，对应为write，原型为：

int write(int filedesc, char* buffer, int size)

在代码中ebx,ecx,edx分别对应了这三项参数。

movl $13,%%edx中将edx设置为13，对应文本size为13；

movl %0,%%ecx的占用符与后面"r"(str)结合，将文本地址写入ecx；

movl $1,%%ebx将文件描述符写入ebx。此处原书有误使用了$0，在Linux中文件描述符0对应为标准输入（stdin），实际应该1对应为标准输出（stdout）。

movl $4,%%eax将调用号4写入eax，对应调用的是write函数。

int $0x80调用中断，系统会去查找中断向量表，0x80对应的为中断服务程序（system_call），该程序查询系统调用表找到调用号（eax的值为4的函数对应为write对其进行调用，实现向标准输出写入字符串。

过程可见下图（例子并非write而是fork但原理类似），图片为书中第12章内容。

在exit函数中则比print简单一些，将系统调用的EXIT的调用号1存入eax，将EXIT的参数，退出码，42存入ebx之后调用中断实现对EXIT系统调用的调用。

另外书中也介绍到，使用echo $?命令可查看上一条bash命令执行的程序的退出码。另外自己调用EXIT系统调用而不是return 0是因为，普通程序的main()结束后会将控制权返回给系统库，由系统库负责调用EXIT退出进程。而这里的nomain()结束后系统控制权不会返回，可能执行到nomain()后面不正常的指令，最终导致进程异常退出。

编译、链接

使用命令

gcc -c -fno-builtin TinyHelloWorld.c ld -static -e nomain -o TinyHelloWorld TinyHelloWorld.o

进行编译链接。

-fno-builtin的作用是禁用GCC编译器的内置函数。GCC会将一些常用的C库函数替换成编译器的内置函数，以达优化目的。如GCC会次只有字符串参数的printf替换成puts，节省格式解析的时间。exit()也是内置函数之一，故在些要将内置函数关闭。

-e nomain表示该程序的入口函数为nomain。

64位版本

代码如下：

char* str = "Hello world!\n";

void print()
{
    asm("movq $13, %%rdx \n\t"   
        "movq %0, %%rsi  \n\t"   
        "movq $1, %%rdi  \n\t"   
        "movq $1, %%rax  \n\t"   // 系统调用号 (sys_write)
        "syscall \n\t"           // 使用syscall指令
        ::"r"(str):"rdx","rsi","rdi");
}

void exit()
{
    asm("movq $42, %rdi \n\t"   
        "movq $60, %rax \n\t"   // 系统调用号 (sys_exit)
        "syscall \n\t");
}

void nomain()
{
    print();
    exit();
}