如何将 C++ 子例程链接到 x86 汇编程序？

Question

我正在尝试制作一个打印“Hello！”的简单汇编程序。一次，等待一秒钟，然后再次打印。由于 sleep 函数在汇编中相对复杂，而且我不太擅长，所以我决定使用 C++ 来制作 Sleep 子例程。这是 C++ 程序：

// Sleep.cpp
#include <thread>
#include <chrono>

void Sleep(int TimeMs) {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(TimeMs));
}

然后我使用“gcc -S Sleep.cpp”将此睡眠函数编译为汇编程序，然后使用“gcc -c Sleep.s”将其编译为目标文件

我正在尝试从程序集中调用这个 C++ 子例程。我听说您通过将 C++ 子例程推入堆栈来为它们提供参数，这是我目前的汇编代码：

        global    _main
        extern    _puts
        extern    Sleep
        section   .text
_main:    
        push    rbp
        mov     rbp,    rsp
        sub     rsp,    32


        ;Prompt user:
        lea     rdi,    [rel prompt]        ; First argument is address of message
        call    _puts                       ; puts(message)

        push    1000 ; Wait 1 second (Sleep time is in milliseconds)
        call    Sleep

        lea     rdi,    [rel prompt] ; Print hello again
        call    _puts

        xor     rax,    rax                 ; Return 0
        leave
        ret

        section   .data

prompt:
    db      "Hello!", 0

这两个文件都保存到桌面/程序。我正在尝试使用 NASM 和 GCC 编译它，我的编译器调用是：

nasm -f macho64 Program.asm && gcc Program.o Sleep.s -o Program && ./Program

但我得到了错误：

"Sleep", referenced from:
      _main in Program.o
     (maybe you meant: __Z5Sleepi)
  "std::__1::this_thread::sleep_for(std::__1::chrono::duration<long long, std::__1::ratio<1l, 1000000000l> > const&)", referenced from:
      void std::__1::this_thread::sleep_for<long long, std::__1::ratio<1l, 1000l> >(std::__1::chrono::duration<long long, std::__1::ratio<1l, 1000l> > const&) in Sleep-7749e0.o
ld: symbol(s) not found for architecture x86_64
clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)

将代码更改为“extern __Z5Sleepi”并调用“__Z5Sleepi”而不是 Sleep 似乎无法解决问题。 （我收到相同的错误消息，只是没有“也许你的意思是 __Z5Sleepi”位。我还尝试使用 _Sleep 而不是 Sleep，但没有成功。）我做错了什么？如何正确使用此 C++ 子例程并将其与我的汇编程序链接？到目前为止，我使用的方法是否完全错误？

非常感谢任何帮助，浏览堆栈溢出，似乎有很多关于此的问题，但实际上没有一个问题进入链接过程。 （而且他们似乎在询问将程序集与 C++ 链接，而不是 C++ 与程序集。）我正在使用 NASM 和 GCC 进行编译，我的平台是 Mac OSX。

Answer 1

正如 Jester 所指出的，问题源于两件事。一个是我需要更改 Sleep.cpp 程序以使用 extern "C"，如下所示：

#include <thread>
#include <chrono>

extern "C" void Sleep(int TimeMS);
extern "C"
{
   void Sleep(int TimeMs) {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(TimeMs));
   }
}

这可以防止编译器“名称修改”函数。这样做将 Sleep() 的编译函数名称从“__Z5Sleepi”更改为“_Sleep”并缓解了我的链接器错误。

然后我将编译器调用更改为与g++ 链接而不是gcc，以便为std::__1::this_thread::sleep_for 等函数链接C++ 标准库以及C 标准库。

nasm -f macho64 Program.asm && g++ Program.o Sleep.o -o Program && ./Program

在此之后，编译器告诉我我需要将extern Sleep 更改为extern _Sleep，并且与call _Sleep 而不是call Sleep 大致相同，因为OS X 用前导_ 装饰C 符号名称。

在我完成所有这些之后，程序正确链接但产生了分段错误。 Jester 指出原因是 x86-64 调用约定不会在堆栈上传递整数/指针函数参数。您使用寄存器的方式与调用 _printf 或 _puts 的方式相同，因为这些库函数也遵循相同的标准调用约定。

在 x86-64 System V 调用约定中（用于 OS X、Linux 和 Windows 以外的所有设备），rdi is parameter 1。

所以我把push 1000改成了mov rdi, 1000

完成所有这些更改后，程序可以正确编译并执行应有的操作：打印 Hello!，等待 1 秒，然后再次打印。