例 18.1. 最簡單的彙編程序
#PURPOSE: Simple program that exits and returns a # status code back to the Linux kernel # #INPUT: none # #OUTPUT: returns a status code. This can be viewed # by typing # # echo $? # # after running the program # #VARIABLES: # %eax holds the system call number # %ebx holds the return status # .section .data .section .text .globl _start _start: movl $1, %eax # this is the linux kernel command # number (system call) for exiting # a program movl $4, %ebx # this is the status number we will # return to the operating system. # Change this around and it will # return different things to # echo $? int $0x80 # this wakes up the kernel to run # the exit command
把這個程序保存成檔案hello.s（彙編程序通常以.s作為檔案名尾碼），用彙編器（Assembler）as把彙編程序中的助記符翻譯成機器指令，生成目標檔案hello.o：
$ as hello.s -o hello.o
然後用連結器（Linker，或Link Editor）ld把目標檔案hello.o連結成執行檔hello：
$ ld hello.o -o hello
為什麼用彙編器翻譯成機器指令了還不行，還要有一個連結的步驟呢？連結主要有兩個作用，一是修改目標檔案中的信息，對地址做重定位，在第 5.2 節 “執行檔”詳細解釋，二是把多個目標檔案合併成一個執行檔，在第 2 節 “main函數和啟動常式”詳細解釋。我們這個例子雖然只有一個目標檔案，但也需要經過連結才能成為執行檔。
現在執行這個程序，它只做了一件事就是退出，退出狀態是4，第 2 節 “自定義函數”講過在Shell中可以用特殊變數$?得到上一條命令的退出狀態：
$ ./hello $ echo $? 4
所以這段彙編代碼相當於在C程序的main函數中return 4;。為什麼會相當呢？我們在第 2 節 “main函數和啟動常式”詳細解釋。
下面逐行分析這個彙編程序。首先，#號表示單行註釋，類似於C語言的//註釋。
.section .data
彙編程序中以.開頭的名稱並不是指令的助記符，不會被翻譯成機器指令，而是給彙編器一些特殊指示，稱為彙編指示（Assembler Directive）或偽操作（Pseudo-operation），由於它不是真正的指令所以加個“偽”字。.section指示把代碼劃分成若干個段（Section），程序被操作系統加載執行時，每個段被加載到不同的地址，操作系統對不同的頁面設置不同的讀、寫、執行權限。.data段保存程序的數據，是可讀可寫的，相當於C程序的全局變數。本程序中沒有定義數據，所以.data段是空的。
.section .text
.text段保存代碼，是隻讀和可執行的，後面那些指令都屬於.text段。
.globl _start
_start是一個符號（Symbol），符號在彙編程序中代表一個地址，可以用在指令中，彙編程序經過彙編器的處理之後，所有的符號都被替換成它所代表的地址值。在C語言中我們通過變數名訪問一個變數，其實就是讀寫某個地址的內存單元，我們通過函數名調用一個函數，其實就是跳轉到該函數第一條指令所在的地址，所以變數名和函數名都是符號，本質上是代表內存地址的。
.globl指示告訴彙編器，_start這個符號要被連結器用到，所以要在目標檔案的符號表中標記它是一個全局符號（在第 5.1 節 “目標檔案”詳細解釋）。_start就像C程序的main函數一樣特殊，是整個程序的入口，連結器在連結時會查找目標檔案中的_start符號代表的地址，把它設置為整個程序的入口地址，所以每個彙編程序都要提供一個_start符號並且用.globl聲明。如果一個符號沒有用.globl聲明，就表示這個符號不會被連結器用到。
_start:
這裡定義了_start符號，彙編器在翻譯彙編程序時會計算每個數據對象和每條指令的地址，當看到這樣一個符號定義時，就把它後面一條指令的地址作為這個符號所代表的地址。而_start這個符號又比較特殊，它所代表的地址是整個程序的入口地址，所以下一條指令movl $1, %eax就成了程序中第一條被執行的指令。
movl $1, %eax
這是一條數據傳送指令，這條指令要求CPU內部產生一個數字1並保存到eax寄存器中。mov的尾碼l表示long，說明是32位的傳送指令。這條指令不要求CPU讀內存，1這個數是在CPU內部產生的，稱為立即數（Immediate）。在彙編程序中，立即數前面要加$，寄存器名前面要加%，以便跟符號名區分開。以後我們會看到mov指令還有另外幾種形式，但數據傳送方向都是一樣的，第一個操作數總是源操作數，第二個操作數總是目標操作數。
movl $4, %ebx
和上一條指令類似，生成一個立即數4並保存到ebx寄存器中。
int $0x80
前兩條指令都是為這條指令做準備的，執行這條指令時發生以下動作：
int指令稱為軟中斷指令，可以用這條指令故意產生一個異常，上一章講過，異常的處理和中斷類似，CPU從用戶模式切換到特權模式，然後跳轉到內核代碼中執行異常處理程序。
int指令中的立即數0x80是一個參數，在異常處理程序中要根據這個參數決定如何處理，在Linux內核中int $0x80這種異常稱為系統調用（System Call）。內核提供了很多系統服務供用戶程序使用，但這些系統服務不能像庫函數（比如printf）那樣調用，因為在執行用戶程序時CPU處于用戶模式，不能直接調用內核函數，所以需要通過系統調用切換CPU模式，經由異常處理程序進入內核，用戶程序只能通過寄存器傳幾個參數，之後就要按內核設計好的代碼路線走，而不能由用戶程序隨心所欲，想調哪個內核函數就調哪個內核函數，這樣可以保證系統服務被安全地調用。在調用結束之後，CPU再切換回用戶模式，繼續執行int $0x80的下一條指令，在用戶程序看來就像函數調用和返回一樣。
eax和ebx的值是傳遞給系統調用的兩個參數。eax的值是系統調用號，Linux的各種系統調用都是由int $0x80指令引發的，內核需要通過eax判斷用戶要調哪個系統調用，_exit的系統調用號是1。ebx的值是傳給_exit的參數，表示退出狀態。大多數系統調用完成之後會返回用戶空間繼續執行後面的指令，而_exit系統調用比較特殊，它會終止掉當前進程，而不是返回用戶空間繼續執行。
x86彙編一直存在兩種不同的語法，在intel的官方文檔中使用intel語法，Windows也使用intel語法，而UNIX平台的彙編器一直使用AT&T語法，所以本書使用AT&T語法。movl %edx,%eax這條指令如果用intel語法來寫，就是mov eax,edx，寄存器名不加%號，源操作數和目標操作數的位置互換，字長也不是用指令的尾碼l表示而是用另外的方式表示。本書不詳細討論這兩種語法之間的區別，讀者可以參考[AssemblyHOWTO]。
介紹x86彙編的書很多，UNIX平台的書都採用AT&T語法，例如[GroudUp]，其它書一般採用intel語法，例如[x86Assembly]。