有没有办法让结构成员偏移到汇编代码？

Question

比如我有如下结构，

struct thread {
    char *pName;
    ...        // number of members between may be different for different configurations
    int member;
    ...
};

对于不同的配置，pName和member之间可能存在不同的成员，所以member的偏移量对于不同的配置是不一样的。 而且我想在汇编代码中使用member的偏移量，但又不想根据不同的配置硬编码。我曾尝试定义以下 C 风格的宏，但 GCC 汇编器无法识别，

#define OFFSET (&(((struct thread*)0)->member))

还有其他方法吗？

Answer 1

您可以编写一个脚本，作为构建步骤调用以创建文件 offsets.h。

这样做的最大困难是从头文件中提取结构名称和成员名称。下面的示例使用一个非常简单的头文件和一个非常简单的 awk 脚本来获取名称，只是为了展示这个想法。真正的实现将取决于头文件的复杂程度以及解析器需要的健壮程度。如果你的头文件中的结构定义有一个非常一致的布局，那么它可能不会比这个例子复杂多少。

这是一个完整且经过充分测试的示例。

生成文件

a.out: main.o asm.o
        cc main.o asm.o

demo_offsets.h: demo.h
        sh make_offsets.sh $<

main.o : demo.h
asm.o: demo_offsets.h

make_offsets.sh

set -e
tmp=make_tmp$$

cat << EOF > $tmp.c
#include <stdio.h>
#include <stddef.h>
#include "$1"
int main()
{
`awk -f awkfile $1`
}
EOF
cc -o $tmp $tmp.c
$tmp > $(basename ${1} .h)_offsets.h
rm $tmp.c $tmp

awk 文件

/struct/ { s=$2 }
/[A-Za-z_];/ { m=gensub(".*([A-Za-z_]*);", "\\1", 1); printf "printf(\"#define %s_%s_offset %%lu\\n\", offsetof(struct %s, %s));\n", s, m, s, m; }

demo.h

struct demo {
    int x;
    int y;
};

main.c

#include "demo.h"

extern int f(const struct demo *);

int main()
{
    struct demo s = { 1, 2 };
    return f(&s);
}

asm.S

#include "demo_offsets.h"

.global f
f:
    mov demo_x_offset(%rdi), %eax
    add demo_y_offset(%rdi), %eax
    ret

Answer 2

您的宏是实现您需要的标准方法。 offsetof（在 cmets 中建议）也有同样的作用。不幸的是，它不会转化为编译时常量。可惜编译器没有为此提供所需的方法。

所以，您可以尝试以下方法：

(1) 硬编码偏移量（是的，对于不同的配置，这将是不同的数字），然后编写一种单元测试来验证其正确性，最好在构建时进行。

(2) 你可以用以下方式重写你的结构体定义：

   struct thread_base {
      char *pName;
      // ... more members added here ...
   };

   struct thread :public thread_base {
      int member;
   };

那么sizeof(thread_base) 实际上就是您所需要的，然而它可能会受到填充的影响。如果sizeof(thread_base) 出现多个假定的结构成员对齐，那么你很好。否则你可以做相应的调整，就可以实现编译时常量表达式。