从 ASM 调用的 C++ 代码中标准库的链接答案

【问题标题】：Linkage of standard libraries in C++ code called from ASM从 ASM 调用的 C++ 代码中标准库的链接
【发布时间】：2018-09-27 23:56:00
【问题描述】：

当我正在开发我的“OsDev”项目时，我正在学习新东西（对于由于 Web 开发而长期没有使用 C/C++ 编写代码的人来说，这有点“新”）。我在另一个线程中发现，从 ASM 调用 C++ 函数需要有一个 extern "C" 前缀，但现在我对标准库的衬里有问题，例如 cstdio 等。我坚持这条消息。

kc.o: In function `kmain':
kernel.cpp:(.text+0x3e4): undefined reference to `strlen`

C++

#include <string.h>
#include <cstdio>

#include "inc/screen.h"

extern "C" void kmain()
{
    clearScreen();
    kernel_print((char*)"Hello Github! :-)", 0x04);
}

如果我尝试使用strlen()，它将无法链接。（顺便说一句。包括screen.h 出于某种原因正在工作）。 编译脚本

nasm -f elf32 kernel.asm -o kasm.o
g++ -c kernel.cpp -o kc.o -lgcc -m32  -Wall -Wextra -O2
ld -m elf_i386 -T link.ld -o kernel.bin kasm.o kc.o

link.ld

OUTPUT_FORMAT(elf32-i386)
ENTRY(start)
SECTIONS
 {
   . = 0x100000;
   .text : { *(.text) }
   .data : { *(.data) }
   .bss  : { *(.bss)  }
 }

感谢您的任何建议。 :)

【问题讨论】：

"从 ASM 调用 C++ 函数需要有一个 extern "C" 前缀" - 不，它没有。通过确保 C 调用约定和没有 C++ 名称修饰，它确实使事情变得更容易，但是这里没有 requirement。你可以（原则上）从 asm 调用 any 函数——不管是什么语言——这可能并不容易——而且你需要知道你在做什么（根据我的经验；最大的障碍）。
哦，好的。我刚刚在某处读到（关于名称修饰），并将其命名为“更简单”。总之，我猜它并没有解决我的链接问题。所以.. :/
确保静态链接 libc。即使那样，也绝对不能保证哪些部件可以在您的玩具操作系统中运行。 strlen 如果你能走到那一步，可能会。 -lgcc 看起来也很可疑，您的链接器脚本也是如此（例如，它似乎没有复制 .rodata）
我认为-lgcc 在您的gcc -c 命令行中被忽略，因为您只是在创建.o，而不是链接。它不会创建部分链接的目标文件（因为这不是一个东西），它也不会静态地合并到静态库中的某些代码中。 将您需要的库放在您的ld 命令行中。
@Jester：嗯，glibc strlen 可能会使用 SSE2 而无需检查。在这种情况下How do I enable SSE for my freestanding bootable code? 但也许你从静态链接 32 位 glibc 获得的版本不会。

标签： c++ assembly linker-errors osdev

【解决方案1】：

您的代码无法工作，因为内核不能直接使用共享库。

为什么我不能直接在我的内核中使用共享库？

当操作系统加载应用程序时，所有需要的文件都被带入其地址空间。这包括可执行文件和任何动态库（所有符合 ABI 的 ELF 应用程序将始终与系统库 - C 标准库或只是 libc 链接）。

但是在加载内核时，只加载了原始的可执行文件。 Multiboot 2（带有 GRUB 引导加载程序）将允许您加载可以是动态库的 kernel-modules。但是，您的内核必须知道如何将自己和物理内存中的内核模块链接起来。为此，您必须在内核中实现 ELF 解析器和动态链接器。

在实现之前，请确保您的内核足够成熟，可以系统地处理动态内存分配、分页和其他基本功能。

如何使用 libc 的美妙功能？

通常，您不会使用 libc 的所有用户空间功能。但是像memcpy、strlen、strcpyn 之类的东西是绝对必要的。您必须自己实现这些功能，但更好的是，您可以更改这些功能的名称。例如，如果你喜欢camelCase作为函数名，那么你也可以使用copyMemory、lengthOfString等函数名。

https://github.com/SukantPal/Silcos-Kernel

我已经构建了自己的内核，它在 KernelHost/Source/Util/CircuitPrimitive.cpp 中有一些所需功能的实现。你可以调查一下。此外，它还有一个成熟的模块链接器。（KernelHost、ModuleFramework 等这些父文件夹包含单独的内核模块源代码）。

确保不要在你的内核中使用标准的 C 头文件，就像现在一样。自行实现所有必需的功能，包括printf

【讨论】：