AArch64汇编代码无法读取标准输入(stdin)求助

环境信息 #

问题描述 #

我是汇编完全新手，正在学习Mach-O系统的AArch64汇编。以下是我的代码：

.global _start
.align 4

_start: mov X0, #0
    adr X1, buffer
    mov X2, #128
    mov X16, 3
    svc #0x80

    mov X0, #1
    adr X1, buffer
    mov X2, #128
    mov X16, 4
    svc #0x80

    mov X0, #0
    mov X16, 1
    svc #0x80

buffer: .skip 128

代码无法正常工作，shell操作过程如下（test是我输入的内容）：

(base) -----------------------------------------------------------------------------------
╭─ makabaka1880@Makabakas-MacBookPro.local 
╰─  ./helloworld.exec                                            [17:23] 127 ~/ASM
test
(base) -----------------------------------------------------------------------------------
╭─ makabaka1880@Makabakas-MacBookPro.local 
╰─  est                                                            [17:26] 0 ~/ASM
zsh: command not found: est

通过lldb调试发现，执行mov X2, #128后，X1指向的buffer内存区域为空：

(lldb) memory read -s1 -fu -c128 0x00000001003b7f24 --force
0x1003b7f24: 0
0x1003b7f25: 0
0x1003b7f26: 0
0x1003b7f27: 0
0x1003b7f28: 0
0x1003b7f29: 0
0x1003b7f2a: 0
0x1003b7f2b: 0
0x1003b7f2c: 0
0x1003b7f2d: 0
...

问题原因 #

1. Syscall编号错误：你使用的3（read）、4（write）、1（exit）是x86_64架构的syscall编号，MacOS AArch64架构下的syscall需要加上0x2000000前缀，正确编号为：

   • read: 0x2000003
   • write: 0x2000004
   • exit: 0x2000001
     错误的编号会导致内核无法识别请求，读取操作直接失败。

2. 输入未被程序捕获：由于syscall调用失败，程序没有读取到输入内容，输入的test\n直接被shell接收，shell解析时出现了est命令找不到的错误。

3. 编译命令笔误：原命令中多写了一个as，会导致编译失败。

修正方案 #

修正后的汇编代码 #

.global _start
.align 4

_start:
    // 读取标准输入到buffer，最多128字节
    mov     X0, #0                  // 文件描述符：标准输入
    adr     X1, buffer              // 缓冲区地址
    mov     X2, #128                // 最大读取字节数
    mov     X16, #0x2000003         // AArch64 syscall: read
    svc     #0x80

    // 写入标准输出，使用read返回的实际字节数
    mov     X2, X0                  // 将read返回的实际读取字节数传给write
    mov     X0, #1                  // 文件描述符：标准输出
    adr     X1, buffer              // 缓冲区地址
    mov     X16, #0x2000004         // AArch64 syscall: write
    svc     #0x80

    // 退出程序，返回码0
    mov     X0, #0                  // 退出状态码
    mov     X16, #0x2000001         // AArch64 syscall: exit
    svc     #0x80

buffer: .skip 128

修正后的编译命令 #

as hello.s -g -o hello.o && ld -o hello.exec hello.o -lSystem -syslibroot $(xcrun -sdk macosx --show-sdk-path) -e _start -arch arm64

额外说明 #

• MacOS AArch64的syscall必须加上0x2000000前缀，这是系统规定的偏移量，用于区分不同类型的系统调用。
• read调用完成后，X0寄存器会返回实际读取的字节数（包括输入的换行符），将其传给write的X2参数，可以避免输出多余的空字节。
• 若仍有问题，可在lldb中查看syscall返回值（X0），负数表示调用失败，对应MacOS的错误码。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mmakabaka1880