内联汇编中的弱符号和自定义部分

Question

我遇到了一个问题，下面的 g++ 代码说明了这个问题：

frob.hpp:

template<typename T> T frob(T x);

template<> inline int frob<int>(int x) {
    asm("1: nop\n"
            ".pushsection \"extra\",\"a\"\n"
            ".quad 1b\n"
            ".popsection\n");
    return x+1;
}

foo.cpp:

#include "frob.hpp"

extern int bar();

int foo() { return frob(17); }

int main() { return foo() + bar(); }

bar.cpp:

#include "frob.hpp"
int bar() { return frob(42); }

我正在做这些古怪的自定义部分以模仿the mechanism here in the linux kernel（但以用户态和 C++ 方式）。

我的问题是frob<int> 的实例化被识别为弱符号，这很好，并且两者之一最终被链接器省略，这也很好。除了链接器不受extra 部分引用该符号（通过.quad 1b）这一事实的干扰，并且链接器希望在本地解析它们。我明白了：

localhost /tmp $ g++ -O3 foo.cpp  bar.cpp 
localhost /tmp $ g++ -O0 foo.cpp  bar.cpp 
`.text._Z4frobIiET_S0_' referenced in section `extra' of /tmp/ccr5s7Zg.o: defined in discarded section `.text._Z4frobIiET_S0_[_Z4frobIiET_S0_]' of /tmp/ccr5s7Zg.o
collect2: error: ld returned 1 exit status

（-O3 很好，因为完全没有发出任何符号）。

我不知道如何解决这个问题。

1. 是否有办法告诉链接器也注意extra 部分中的符号解析？

2. 也许可以将本地标签换成.weak 全局标签？例如。比如：

   asm(".weak exception_handler_%=\n"
       "exception_handler_%=: nop\n"
       ".pushsection \"extra\",\"a\"\n"
       ".quad exception_handler_%=\n"
       ".popsection\n"::);
   

   但是我担心如果我这样做，不同编译单元中的不同 asm 语句可能会通过这种机制获得相同的符号（可能吗？）。

有没有我忽略的方法？

Answer 1

g++（至少 5,6）编译带有外部链接的内联函数 - 例如 template<> inline int frob<int>(int x) - 全球疲软 [COMDAT] [function-section] 中的符号 它自己的部分组。见：-

g++ -S -O0 bar.cpp

bar.s

    .file   "bar.cpp"
    .section    .text._Z4frobIiET_S0_,"axG",@progbits,_Z4frobIiET_S0_,comdat
    .weak   _Z4frobIiET_S0_
    .type   _Z4frobIiET_S0_, @function
_Z4frobIiET_S0_:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    movl    %edi, -4(%rbp)
#APP
# 8 "frob.hpp" 1
    1: nop
.pushsection "extra","a"
.quad 1b
.popsection

# 0 "" 2
#NO_APP
    movl    -4(%rbp), %eax
    addl    $1, %eax
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
...
...

相关指令为：

    .section    .text._Z4frobIiET_S0_,"axG",@progbits,_Z4frobIiET_S0_,comdat
    .weak   _Z4frobIiET_S0_

（编译器生成的#APP 和#NO_APP 界定了你的内联汇编）。

按照编译器所做的那样，将extra 设置为 一个部分组：

frob.hpp（固定）

template<typename T> T frob(T x);

template<> inline int frob<int>(int x) {
    asm("1: nop\n"
            ".pushsection \"extra\", \"axG\", @progbits,extra,comdat" "\n"
            ".quad 1b\n"
            ".popsection\n");
    return x+1;
}

联动错误将被治愈：

$ g++ -O0 foo.cpp  bar.cpp 
$ ./a.out; echo $?
61