INF1018 - Software Básico

Chamadas ao Sistema Operacional em Assembly

Nesse laboratório vamos explorar a interface com o sistema operacional.

1. Para começar, pegue o programa em C, que copia o arquivo dado na linha de comando para a saída padrão (tela), e salve-o em um arquivo copia.c. Compile e execute esse programa, testando-o com algum arquivos de entrada (pode ser o próprio arquivo copia.c):

   > gcc -Wall -o copia copia.c
   > ./copia copia.c
   

2. Observe o código de copia.c. A rotina main chama quatro funções definidas neste mesmo arquivo: myopen, myread, mywrite e myclose. Cada uma dessas funções é implementada por uma única linha, que contém uma chamada ao sistema operacional (na verdade, uma chamada a uma função wrapper, provida pela biblioteca padrão de C).

   As chamadas ao sistema operacional são documentadas na seção 2 do manual do Linux. Para ver a documentação de uma delas, basta escrever, por exemplo:

   > man 2 open
   

3. Agora você deve substituir cada uma das funções (myopen, myread, mywrite e myclose) por funções equivalentes a elas, escritas em assembly.

   Atenção: suas funções assembly não devem chamar as funções da biblioteca de C! Elas devem usar uma interface direta com o SO.

   Crie um arquivo chamadas.s, e comece substituindo a função myopen. Comente a definição dessa função no arquivo copia.c, mantendo o seu protótipo. Implemente myopen em assembly (ver instruções abaixo), e compile tudo agora com:

   > gcc -Wall -o copia chamadas.s copia.c
   

   Para descobrir o código das chamadas ao sistema, consulte esta tabela de chamadas.

   Observe os seguinte pontos:

   • Para ativar o sistema você vai usar a instrução syscall
   • O código da chamada (open, read, etc) deve ser passado em %rax.
   • Os parâmetros da são passados em %rdi, %rsi, %rdx, %r10, %r8 e %r9, nesta ordem.
   • Não se esqueça de observar as convenções de C

4. Vá comentando, uma a uma, a definição das demais funções no arquivo copia.c e substituindo-as pela implementação em assembly em chamadas.s.
   A implementação em assembly de chamadas a serviços do sistema operacional que você acabou de fazer é semelhante à implementação das funções wrapper disponíveis na biblioteca padrão de C.

5. Agora escreva em assembly uma função myotherwrite, que receba um descritor de arquivo e uma string, e escreva essa string string no arquivo fornecido, usando uma chamada direta ao sistema operacional:

   int myotherwrite (int fd, char *s);
   

   Dica: você deve calcular o tamanho da string para passar como terceiro parâmetro para a syscall! (não use uma função pronta, esse cálculo é muito simples...)

   Para testar sua função, você pode usar o código abaixo:

   #include <fcntl.h>
   #include <stdio.h>
   #include <unistd.h>
   
   #define MODE (S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IWGRP|S_IROTH)
   ssize_t myotherwrite(int fd, const void *buf);
   
   int main (int argc, char** argv) {                                            
     ssize_t tam;
     int arq;                                                                    
     char buf[] = "testando escrita direta\n";
   
     if (argc != 2) {                                                            
       fprintf(stderr,"forma correta: %s \n", argv[0]);       
       return 1;                                                                 
     }                                                                           
   
     arq = open (argv[1], O_CREAT|O_RDWR, MODE);
     if (arq<0) { perror("abertura de arquivo"); return 1;}                      
   
     if ((tam = myotherwrite (arq, buf)) != sizeof(buf)-1) {
       perror("escrita:"); 
       return 1;
     }                                        
     close (arq);                                                              
     return 0;   
   }