c++中的asm函数答案

【问题标题】：asm function with c++c++中的asm函数
【发布时间】：2020-04-24 10:47:23
【问题描述】：

我想使用汇编语言向我的班级添加方法。我该怎么做？示例：

main.cpp

Struct ex {
    int field1;
    asm_method(char*);
}

添加.asm

asm_method: 
    //some asm code

【问题讨论】：

cppreference 有一个例子en.cppreference.com/w/cpp/language/asm
我知道 asm() 指令，但我想在两个不同的文件中进行操作
差不多就是这样。您需要在 C++ 代码中声明 asm_method（就像您将前向声明 C++ 方法一样），并将其声明为 extern "C"（这比修改名称以匹配您的编译器更容易），然后组装并将汇编代码与正常的链接步骤链接起来。如果您需要更具体的帮助，能否告诉我们哪个 CPU、操作系统（=> 调用约定）和编译器？
@ChurkinAleksey 我分享的链接有一个在程序集中定义函数的示例。这不是您要找的吗？
哦，我错过了你说的“将方法添加到我的类” - 因为在这个方法中应该有一个 this 指针？这将需要更多的工作来设置：您需要使用编译器的名称修改工具来确定应该调用什么 asm_method（对类名、返回值和参数类型进行编码）并找出您需要的调用约定汇编代码。例如Windows __thiscall 在 ECX 中传递 this 指针，方法本身从堆栈中删除其参数（“callee clean”）

标签： c++ assembly

【解决方案1】：

获取编译器为 C++ 成员函数的非内联定义生成的 asm 输出，并将其用作 asm 源文件的起点。这适用于任何 ISA 以及任何可以发出有效 asm 的编译器（这是大多数编译器，尽管显然 MSVC 会发出一堆你必须删除的额外垃圾。）

GCC 示例（适用于 x86-64 GNU/Linux，但适用于任何地方）

也适用于 clang。

例如g++ -O3 -fverbose-asm -masm=intel -S -o foo_func.S foo.cpp (How to remove "noise" from GCC/clang assembly output?)

.S 文件现在是您的 asm 源文件。删除编译器生成的指令行并插入您自己的。

显然您需要知道调用约定和其他类似的东西（例如，对于 x86，请参阅 https://www.agner.org/optimize/#manuals 以获取调用约定指南），但这将使编译器为您执行名称修改，针对特定目标平台的ABI。

struct ex {                 // lower case struct not Struct
    int field1;
    void *asm_method(char*);   // methods need a return type
};     // struct declarations end with a ;

void *ex::asm_method(char*) {
    return this;  // easy way to find out what register `this` is passed in.
}

针对 x86-64 System V 编译如下，使用 g++ -O3 (Godbolt with Linux gcc and Windows MSVC)

# x86-64 System V: GNU/Linux g++ -O3
# This is GAS syntax
        .intel_syntax noprefix
        .text                   # .text section is already the default at top of file

        .align 2
        .p2align 4              # aligning functions by 16 bytes is typical
        .globl  _ZN2ex10asm_methodEPc     # the symbol is global, not private to this file
        .type   _ZN2ex10asm_methodEPc, @function   # (optional) and it's a function.
_ZN2ex10asm_methodEPc:                    # a label defines the symbol
        .cfi_startproc
  ## YOUR CODE GOES HERE ##
  ## RSP-8 is aligned by 16 in x86-64 SysV and Windows ##
        mov     rax, rdi                 # copy first arg (this) to return-value register.
        ret                              # pop into program counter
        .cfi_endproc
        .size   _ZN2ex10asm_methodEPc, .-_ZN2ex10asm_methodEPc    # maybe non-optional for dynamic linking

在叶子函数的手写 asm 中省略 .cfi stack-unwind 指令可能没问题，因为您不会从手写 asm 中抛出 C++ 异常（我希望如此）。

【讨论】：

【解决方案2】：

这取决于您的目标平台和编译器/工具链，通常对于 StackOverflow 来说过于宽泛。

例如，GCC 工具链中的 C++ 编译器实际上是从 C++ 生成程序集，然后从该程序集生成目标文件。然后链接器将多个目标文件链接在一起以生成一个 ELF 模块。

您可以绕过单个目标文件的 C++ 编译步骤，直接编写 .asm 文件。

你可以像编译.c:gcc myfile.S -o myfile.o一样编译它。

尽管您应该考虑平台 ABI，以便您可以接受函数参数并通过正确的寄存器返回值。平台 ABI 还指定调用约定以及应在函数调用之间保留哪些寄存器。最后，您需要根据 C++ 名称修改规则生成正确的函数名称，或者使用 C 命名规则（更简单）并声明您的函数 extern "C"。

有关更多详细信息，请参阅C++ to ASM linkage，对于 Linux ABI，请参阅System V ABI。

对于 Windows，从此处开始：calling conventions 和 compiling assembly in Visual Studio。

【讨论】：