c++ - 对 C 宏的 undefined reference ，但在我定义它时会出现重新定义的错误

Question

我在 kthread.h 定义了一个宏，如下所示。

#define KERNEL_THREAD_SAVED_KERENL_TOP_OFFSET 208

我正在尝试在 syscall.cc 上使用该宏

#include "syscall.h"
#include "kthread.h"

#define SET_KERNEL_THREAD_TOP_OFFSET(offset, reg) \
  "movq " #offset "(%%" #reg "), %%rsp \n"

// .. and in some function
void func() {
  asm volatile(
    SET_KERNEL_THREAD_TOP_OFFSET(KERNEL_THREAD_SAVED_KERNEL_TOP_OFFSET, rbx)
:::);
}

如果我编译它，它会给出以下链接器错误。

syscall.cc:41: undefined reference to `KERNEL_THREAD_SAVED_KERNEL_TOP_OFFSET'

好的，我明白了。那么链接器可能没有找到宏？所以我也尝试在 .cc 中用一些不同的值来定义它。

#include "syscall.h"
#include "kthread.h"

#define KERNEL_THREAD_SAVED_KERNEL_TOP_OFFSET 100
#define SET_KERNEL_THREAD_TOP_OFFSET(offset, reg) \
  "movq " #offset "(%%" #reg "), %%rsp \n"

然后，我收到编译器错误

./kernel/syscall.cc:5: error: "KERNEL_THREAD_SAVED_KERNEL_TOP_OFFSET" redefined [-Werror]
    5 | #define KERNEL_THREAD_SAVED_KERNEL_TOP_OFFSET 100
      | 
In file included from ./kernel/syscall.cc:3:
./kernel/kthread.h:7: note: this is the location of the previous definition
    7 | #define KERNEL_THREAD_SAVED_KERNEL_TOP_OFFSET 208
      | 

很明显，编译器知道 syscall.cc 中的 KERNEL_THREAD_SAVED_KERNEL_TOP_OFFSET。那为什么链接器看不到定义呢？？

Answer 1

链接器没有业务查找宏。宏由预处理器处理，它在链接器之前运行很长时间。如果链接器提示 undefined reference ，则意味着您的宏扩展出错了。它发出 KERNEL_THREAD_SAVED_KERNEL_TOP_OFFSET它不应该有的地方。

问题是

SET_KERNEL_THREAD_TOP_OFFSET(KERNEL_THREAD_SAVED_KERNEL_TOP_OFFSET, rbx)

这将扩展到

"movq " "KERNEL_THREAD_SAVED_KERNEL_TOP_OFFSET" "(%%" "rbx" "), %%rsp \n"

而您希望它扩展到(使用 kthread.h 中的值)

"movq " "208" "(%%" "rbx" "), %%rsp \n"

它发生的原因是由于如何处理宏等函数的参数。在字符串化运算符 # 中使用时，它们不会进行中间扩展.

您可以通过引入一个间接层来解决它。

#define SET_KERNEL_THREAD_TOP_OFFSET(offset, reg) \
  SET_KERNEL_THREAD_TOP_OFFSET_(offset, reg)
#define SET_KERNEL_THREAD_TOP_OFFSET_(offset, reg) \
  "movq " #offset "(%%" #reg "), %%rsp \n"

现在，当您尝试进行扩展时，它会分几次进行扩展。首先

SET_KERNEL_THREAD_TOP_OFFSET_(208, rbx)

( rbx 不是宏的名称，因此它保持不变)。这然后变成

"movq " "208" "(%%" "rbx" "), %%rsp \n"