Inserire nella libreria condivisa esterna .so anche codice Assembly

E' possibile inserire in una libreria esterna dinamica condivisa (.so), da noi realizzata, anche codice Assembly, al fine di ottenere prestazioni ancor più veloci.

In particolare sono possibili due modalità.

Uso della funzione asm()

Una prima modalità mostra come è possibile integrare il codice Assembly all'interno del linguaggio C in un sistema a 32-bit mediante la funzione asm():

static unsigned int car asm("raxregistro");
static unsigned int cbr asm("rbxregistro");
 cbr = 15;
 asm("mov rbxregistro,%ax");
 asm("mov %ax,raxregistro");
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 64-bit 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.
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.
Cosicché, data 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'address-relative, così:

asm("mov %eax,raxregistro(%rip)");
asm("mov rbxregistro(%rip),%eax");

Pertanto, l'esempio di codice, sopra mostrato, dovrà - per i sistemi a 64-bit - 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(%rip),%eax");
 asm("ciclo:");
 asm("dec %eax");
 asm("jne ciclo");
 asm("mov %eax,raxregistro(%rip)");
 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:

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(%rip),%eax\");\n" &
                   "asm(\"inc %eax\");\n" &
                   "asm(\"add rbxregistro2(%rip), %eax\");\n" &
                   "asm(\"mov %eax,raxregistro(%rip)\");" &
                   "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:

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