Linux x86-64 系统调用破坏 %r8、%r9 和 %r10 什么时候？

Question

我刚刚浏览了 Linux 内核源代码树并阅读了文件tools/include/nolibc/nolibc.h 。

我看到这个文件中的syscall在 clobber 列表中使用了%r8 、 %r9和%r10 。
还有一条评论说：

rcx 和 r8..r11 可能会被破坏，其他的会被保留。

据我所知， syscall只破坏%rax 、 %rcx和%r11 （和内存）。

是否有一个真实的syscall示例来破坏%r8 、 %r9和%r10 ？

Answer 1

只有 64 位模式下的 32 位系统调用（例如通过int 0x80 ）和 R11 一起在这些寄存器上执行。 （ 如果您在 64 位代码中使用 32 位 int 0x80 Linux ABI，会发生什么？ ）。

syscall正确保存/恢复所有 regs，包括 R8、R9 和 R10，因此使用它的用户空间可以假设它们保留它们的值，除了 RAX 返回值。 （内核的系统调用入口点甚至保存了 RCX 和 R11，但此时它们已经被syscall指令本身用原始 RIP 和屏蔽前的 RFLAGS 值覆盖了。）

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那些带有 R11 的寄存器是在函数调用约定中被调用破坏的非遗留寄存器，因此内核中 C 函数的编译器生成的代码自然会保留 R12-R15，即使 asm 入口点没有保存他们。

目前，64 位int 0x80入口点只是为进程状态结构中的调用破坏的 R8-R11 寄存器推送0 ，它将在返回用户空间之前从中恢复，而不是原始寄存器值。 也许早些时候有信息泄漏，在内核代码返回后它们没有受到影响？

Answer 2

根据 x86-64 ABI 关于系统调用部分 A.2 AMD64 Linux 内核约定，A.2.1 调用约定 [1]：

1. 用户级应用程序使用整数寄存器来传递序列%rdi 、 %rsi 、 %rdx 、 %rcx 、 %r8和%r9 。 内核接口使用%rdi 、 %rsi 、 %rdx 、 %r10 、 %r8和%r9 。

2. 系统调用是通过syscall指令完成的。 内核销毁寄存器%rcx和%r11 。

3. syscall的编号必须在寄存器%rax传递。

4. 系统调用仅限于六个参数，没有参数直接在堆栈上传递。

5. 从syscall返回，寄存器%rax包含系统调用的结果。 -4095 和 -1 之间范围内的值表示错误，它是 -errno。

6. 只有类 INTEGER 或类 MEMORY 的值被传递给内核。

从 (2)、(5) 和 (6)，我们可以得出结论，Linux x86-64 系统调用 clobbers %rax 、 %rcx和%r11 （以及"memory" ）。

链接： https : //gitlab.com/x86-psABI/x86-64-ABI/-/wikis/x86-64-psABI [1]