Visualizza wikitesto di Inserire nella libreria condivisa esterna .so anche codice Assembly

E' possibile inserire in una libreria esterna dinamica condivisa (.so), <SPAN Style="text-decoration:underline">[[Creare_una_Libreria_condivisa_(Shared_Library)_.so|da noi realizzata]]</span>, anche codice ''Assembly'', al fine di ottenere prestazioni ancor più veloci.

In particolare sono possibili due modalità:
* con la funzione ''asm()'';
* con la funzione ''__asm__()'' .


==Riepilogo schematico dei tipi di registri di memoria in base alla quantità di memoria resa da ciascuno disponibile==
Di seguito mostriamo un breve e schematico ripilogo dei tipi di ''[https://en.wikipedia.org/wiki/X86#x86_registers registri di memoria]'' (registri del processore) utilizzabili nel linguaggio ''Assembly'' su un sistema a <U>64-bit</u> in base alla quantità di memoria resa da ciascuno di essi disponibile:
 ================ '''rax''' (64 bit)
         ======== '''eax''' (32 bit)
             ====  '''ax''' (16 bit)
             ==    '''ah'''  (8 bit)
               ==  '''al'''  (8 bit)

o visto anche così:
 |__'''64'''__|__56__|__48__|__40__|__'''32'''__|__24__|__'''16'''__|__'''8'''___|
 |__________________________RAX__________________________|
 |                           |____________EAX____________|
 |                                         |_____AX______|
 |                                         |__AH__|__AL__|


==Uso della funzione "asm()"==
Una prima modalità mostra come è possibile integrare il codice ''Assembly'' all'interno del linguaggio C in un sistema a <U>32-bit</u> mediante la funzione ''asm()'':

 static unsigned int car <FONT color=green>asm("raxregistro")</font>;
 static unsigned int cbr <FONT color=green>asm("rbxregistro")</font>;
 
 cbr = 15;
 <FONT color=green>asm("mov rbxregistro,%ax")</font>;
 <FONT color=green>asm("mov %ax,raxregistro")</font>;
 printf("%d",car);
alla fine, alla riga con "printf()", la variabile ''car'' avrà valore 15.

===Problemi di compilazione nei sistemi a 64-bit durante la creazione di una Libreria .so===
Si è riscontrato nei sistemi a <U>64-bit</u> che durante la compilazione, qualora nel codice vi siano una o più variabili, viene restituito il seguente avviso di errore:

 relocation R_X86_64_32S against `.bss' can not be used when making a shared object; recompile with -fPIC
Ciò avviene, ad esempio, nel tentativo di compilazione di un codice di questo tipo:
 //libprova.c file:
 
 static unsigned int car asm("raxregistro"); 	
 static unsigned int cbr asm("rbxregistro"); 	
 
 int prova(int numero) {
  cbr=numero;
  asm("mov rbxregistro,%eax");
  asm("ciclo:");
  asm("dec %eax");
  asm("jne ciclo");
  asm("mov %eax,raxregistro");
  return car;
 }
Il problema è nel trasferimento del valore contenuto nelle variabili "''raxregistro''" e "''rbxregistro''" alle righe appunto in ''Assembly'':
 asm ("mov rbxregistro, eax%");
 asm("mov %eax,raxregistro");
e sembra essere legato alle differenze nel codice pic tra i386 e amd64.
<BR>Per risolvere il problema è necessario utilizzare uno spostamento relativo di indirizzo; altrimenti si finisce con il codice dipendente di posizione che non funziona per le librerie condivise.
<BR>Cosicché, date ad esempio le variabili "''raxregistro''" e "''rbxregistro''" in queste righe:
 static unsigned int car asm("raxregistro");
 static unsigned int cbr asm("rbxregistro");
per richiamarle bisogna usare l'<FONT Color=red>address-relative</font>, così:
 asm("mov %eax,raxregistro(<FONT Color=red>%rip</font>)");
 asm("mov rbxregistro(<FONT Color=red>%rip</font>),%eax");
Pertanto, l'esempio di codice, sopra mostrato, dovrà - per i sistemi a <U>64-bit</u> - essere scritto come segue:
 static unsigned int car asm("raxregistro"); 	
 static unsigned int cbr asm("rbxregistro"); 	
 
 int prova(int numero) {
  cbr=numero;
  asm("mov rbxregistro(<FONT Color=red>%rip</font>),%eax");
  asm("ciclo:");
  asm("dec %eax");
  asm("jne ciclo");
  asm("mov %eax,raxregistro(<FONT Color=red>%rip</font>)");
  return car;
 }

===Esempio pratico di creazione ed uso di una libreria dinamica condivisa, contenente codice ''Assembly'', con Gambas===
Mostriamo di seguito un semplice esempio (in sistema a 64-bit), nel quale sarà creata una libreria dinamica condivisa esterna, contenente codice ''Assembly'', e sarà quindi utilizzata con Gambas:
 <FONT Color=gray>' ''int elabora(int valore)''</font>
 Private Extern elabora(valore As Integer) As Integer In "/tmp/C_Asm"
 
 
 Public Sub Main()
 
   Dim i As Integer
  
   CreaSo()
    
   i = elabora(160)
    
   Print i
 
 End
 
 
 Private Procedure CreaSo()
 
  Dim s As String = "static unsigned int car asm(\"raxregistro\");\n" &
                    "static int cbr asm(\"rbxregistro\");\n" &
                    "static short cbr2 asm(\"rbxregistro2\");\n\n" &
                    "int elabora(int cbr_C) {\n\n" &
                    "cbr=cbr_C;\n" &
                    "cbr2 = 100;\n\n" &
                    "asm(\"mov rbxregistro(<FONT Color=red>%rip</font>),%eax\");\n" &
                    "asm(\"inc %eax\");\n" &
                    "asm(\"add rbxregistro2(<FONT Color=red>%rip</font>), %eax\");\n" &
                    "asm(\"mov %eax,raxregistro(<FONT Color=red>%rip</font>)\");" &
                    "return car;\n\n}"
                    
   File.Save("/tmp/C_Asm.c", s)
  
   Shell "gcc -o /tmp/C_Asm.so /tmp/C_Asm.c -shared" Wait
   
 End


==Uso della funzione "__asm__()"==
Quest'altra modalità utilizza le risorse ''Assembly'' ugualmente tramite il codice C, ma fa uso della funzione ''__asm__()''.

Ne mostriamo un semplice esempio:
 <FONT Color=gray>' ''int C_asm(int b)''</font>
 Private Extern C_asm(valore As Integer) As Integer In "/tmp/C_asm"
 
 
 Public Sub Main()
  
   Dim i As Integer
 
   Creaso()
 
   i = C_asm(99)
 
   Print "i = "; i
 
 End
 
 
 Private Procedure Creaso()
 
   Dim s As String
  
   s = "int C_asm(int b) {" &
       "\n\n   int a, c, d;" &
       "\n\n   __asm__(\"xor %%rax, %%rax;\"" &
       "\n           \"mov %%rbx, %%rax;\"" &
       "\n           \"inc %%rax;\"" &
       "\n" &
       "\n           : \"=a\" (a)" &
       "\n           : \"b\" (b), \"c\" (c), \"d\" (d)" &
       "\n   );"
       "\n\n}"
 
   File.Save("/tmp/C_asm.c", s)
  
   Shell "gcc -o /tmp/C_asm.so /tmp/C_asm.c -shared" Wait
  
 End

===Altri esempi particolari: effettuare un ciclo===
Nel seguente esempio all'interno del codice ''Assembly'' verrà effettuato un ciclo. Ad ogni giro avverrà un operazione. Al termine del ciclo verrà restituito al codice C il valore finale dell'operazione, e quindi all'applicativo Gambas.
 Private Extern C_Asm(bI As Integer, cI As Integer) As Integer In "/tmp/ciclo"
 
 
 Public Sub Main()
  
   Dim i As Integer
  
   CreaSo()
   
   i = C_Asm(1000000000, 2)
   
   Print i
 
 End
 
 
 Private Procedure CreaSo()
   
  File.Save("/tmp/ciclo.c", "int C_Asm(int b, int c) {" &
            "\n\nint a, d;" &
            "\n\n__asm__(\"xor %%eax, %%eax;\"     /* Azzera il registro 'eax' */" &
            "\n\"<FONT Color=#B22222>ciclo:</font> inc %%ecx;\"               /* Ha inizio il ciclo e viene incrementato il registro 'ecx' di una unità */" &
            "\n\"add %%ecx, %%eax;\"               /* Si somma l'attuale valore del registro 'ecx' al valore del registro 'eax' */" &
            "\n\"<FONT Color=#B22222>dec</font> %%ebx;\"                      /* Si decrementa il registro 'ebx' di una unità (quando avrà valore zero, si esce dal ciclo) */" &
            "\n\"<FONT Color=#B22222>jne ciclo;</font>\"                      /* Salta alla riga ove è presente la parola 'ciclo': si compie un nuovo giro del ciclo */" &
            "\n\n: \"=a\" (a)" &
            "\n: \"b\"  (b), \"c\" (c), \"d\" (d)" &
            "\n);\n\n}")
            
  Shell "gcc -o /tmp/ciclo.so /tmp/ciclo.c -shared" Wait
  
 End

===Altri esempi particolari: effettuare un'addizione===
Nel seguente esempio all'interno del codice ''Assembly'' verrà effettuata una semplice addizione. Il risultato verrà restituito al codice C, e da esso all'applicativo Gambas.
 Private Extern C_Asm(bI As Integer, cI As Integer) As Integer In "/tmp/addiz"
 
 
 Public Sub Main()
  
   Dim i As Integer
  
   CreaSo()
   
   i = C_Asm(1000000000, 2)
   
   Print i
 
 End
 
 
 Private Procedure CreaSo()
   
  File.Save("/tmp/addiz.c", "int C_Asm(int b, int c) {" &
            "\n\nint a, d;" &
            "\n\n__asm__(\"xor %%eax, %%eax;\"     /* Azzera il registro 'eax' */" &
            "\n\"add %%ebx, %%ecx;\"               /* Si somma il valore del registro 'ebx' al valore del registro 'ecx' */" &
            "\n\"mov %%ecx, %%eax;\"               /* Si sposta il valore del registro 'ecx' nel registro 'eax', affinché venga restituito al codice C */" &
            "\n\n: \"=a\" (a)" &
            "\n: \"b\"  (b), \"c\" (c), \"d\" (d)" &
            "\n);\n\n}")
            
  Shell "gcc -o /tmp/addiz.so /tmp/addiz.c -shared" Wait
  
 End

===Altri esempi particolari: effettuare una sottrazione===
Nel seguente esempio all'interno del codice ''Assembly'' verrà effettuata una semplice sottrazione. Il risultato verrà restituito al codice C, e da esso all'applicativo Gambas.
 Private Extern C_Asm(bI As Integer, cI As Integer) As Integer In "/tmp/sottr"
 
 
 Public Sub Main()
  
   Dim i As Integer
  
   CreaSo()
   
   i = C_Asm(1000000000, 2)
   
   Print i
 
 End
 
 
 Private Procedure CreaSo()
   
  File.Save("/tmp/sottr.c", "int C_Asm(int b, int c) {" &
            "\n\nint a, d;" &
            "\n\n__asm__(\"xor %%eax, %%eax;\"     /* Azzera il registro 'eax' */" &
            "\n\"sub %%ecx, %%ebx;\"               /* Si sottrae il valore del registro 'ecx' al valore del registro 'ebx' */" &
            "\n\"mov %%ebx, %%eax;\"               /* Si sposta il valore del registro 'ebx' nel registro 'eax', affinché venga restituito al codice C */" &
            "\n\n: \"=a\" (a)" &
            "\n: \"b\"  (b), \"c\" (c), \"d\" (d)" &
            "\n);\n\n}")
            
  Shell "gcc -o /tmp/sottr.so /tmp/sottr.c -shared" Wait
  
 End

===Altri esempi particolari: effettuare una moltiplicazione===
Nel seguente esempio all'interno del codice ''Assembly'' verrà effettuata una semplice moltiplicazione. Il risultato verrà restituito al codice C, e da esso all'applicativo Gambas.
 Private Extern C_Asm(bI As Integer, cI As Integer) As Integer In "/tmp/molti"
 
 
 Public Sub Main()
  
   Dim i As Integer
  
   CreaSo()
   
   i = C_Asm(1000000000, 2)
   
   Print i
 
 End
 
 
 Private Procedure CreaSo()
   
  File.Save("/tmp/molti.c", "int C_Asm(int b, int c) {" &
            "\n\nint a, d;" &
            "\n\n__asm__(\"xor %%eax, %%eax;\"     /* Azzera il registro 'eax' */" &
            "\n\"mov %%ecx, %%eax;\"               /* Si sposta il valore del registro 'ecx' nel registro 'eax' */" &
            "\n\"mul %%ebx;\"                      /* Si moltiplica il valore del registro 'ebx' per il valore del registro 'eax' */" &
            "\n\"mov %%ebx, %%edx;\"               /* Si sposta il valore del registro 'ebx' nel registro 'edx', affinché venga restituito al codice C */" &
            "\n\n: \"=a\" (a)" &
            "\n: \"b\"  (b), \"c\" (c), \"d\" (d)" &
            "\n);\n\n}")
            
  Shell "gcc -o /tmp/molti.so /tmp/molti.c -shared" Wait
  
 End

===Altri esempi particolari: effettuare una divisione===
Nel seguente esempio all'interno del codice ''Assembly'' verrà effettuata una semplice divisione. Il risultato verrà restituito al codice C, e da esso all'applicativo Gambas.
 Private Extern C_Asm(bI As Integer, cI As Integer) As Integer In "/tmp/divis"
 
 
 Public Sub Main()
  
   Dim i As Integer
  
   CreaSo()
   
   i = C_Asm(2, 500)
   
   Print i
 
 End
 
 
 Private Procedure CreaSo()
   
  File.Save("/tmp/divis.c", "int C_Asm(int b, int c) {" &
            "\n\nint a, d;" &
            "\n\n__asm__(\"xor %%ax, %%ax;\"     /* Azzera il registro 'ax' */" &
            "\n\"mov %%cx, %%ax;\"               /* Si sposta il valore del registro 'cx' nel registro 'ax' */" &
            "\n\"div %%bl;\"                     /* Si divide il valore del registro 'cx' per il valore del registro 'bl' */" &
            "\n\"mov %%bx, %%dx;\"               /* Si sposta il valore del registro 'bx' nel registro 'dx', affinché venga restituito al codice C */" &
            "\n\n: \"=a\" (a)" &
            "\n: \"b\"  (b), \"c\" (c), \"d\" (d)" &
            "\n);\n\n}")
            
  Shell "gcc -o /tmp/divis.so /tmp/divis.c -shared" Wait
  
 End