总结——gcc+nasm交叉编译在16位实模式互相引用的接口

一、准备知识

1. gcc生成.o文件
   第一种：

   i686-elf-gcc -Og -c <cfile>.c -o <cfile>.o

   第二种：

   i686-elf-gcc -c -ffreestanding -m32 -march=i386 -mpreferred-stack-boundary=2 <cfile>.c -o <cfile>.o

   编译参数：

   编译参数	作用
   -c	只编译不链接
   -ffreestanding	使输出程序能独立运行
   -m32（非x86_64 的GCC 不需要）	生成32位代码（16位也需要此参数）
   -march=i386	使用i386 指令集
   -mpreferred-stack-boundary=2	栈指针按2 * 2 = 4 字节对齐
   -fno-exceptions（非C++不需要）	不使用异常处理
   -fno-rtti（非C++不需要）	不使用RTTI
   -o XXX.o	输出文件名

   虽然gcc无法生成16 位指令，但是GNU binutils中的as汇编器能够给32 位指令自动添加16位前缀。打开这项功能需要在每个C 程序源文件开头用内联汇编添加如下一条伪指令：

   __asm__(".code16gcc\r\n");

2. nasm命令
   1）生成com程序

   nasm -f bin <afile>.asm -o <afile>.com

   2）生成.o文件

   nasm -f elf32 <afile>.asm -o <afile>.o

   但是有一个需要注意的问题。nasm在输出非binary格式时，默认将生成32位代码。如果需要得到16 位实模式下的代码，需要在源文件开头加入下面这个伪指令：

   BITS 16
   

   此外，org伪指令将被禁用，程序加载位置的指定将在链接步骤进行。

3. 链接命令
   1)生成引导扇区程序

   i686-elf-ld -N <afile>.o <cfile>.o -Ttext 0x7c00 --oformat binary -o <output>.bin

   2）生成com程序

   i686-elf-ld -N <afile>.o <afile>.o -Ttext 0x100 --oformat binary -o <output>.com

   二、互相引用规则

   1. 汇编模块中调用C模块函数
      1）调用前要用extern声明C模块函数
      2）根据C中函数原型，用栈传递参数，顺序为后面的参数先入栈
      3）调用返回后，要恢复栈指针将参数出栈
      4）进栈出栈以4个字节为单位
      5）C返回时取的返回地址为4个字节，因此在call之前需要把cs或0入栈
   2. C模块中调用汇编函数和引用变量
      1）汇编模块中的函数从栈中取得参数，不必出栈，直接引用栈中的值，取参顺序与C中函数原型相同。
      2）由于NASM的ret指令只取栈顶两个字节(ip)，会导致从汇编函数返回时在栈顶残留两个字节，因此要把ret指令替换为retf指令(取ip和cs)或者加入32位操作数前缀：o32 ret。
      3）如果C中想引用汇编模块的变量和标识符，要在汇编中用global声明并在C中用extern引用，C中定义的函数默认是global的。