Вызов функции C / Assembly из OCaml более напрямую, чем с помощью caml_c_call

Question

OCaml позволяет вызывать функции C из программ OCaml, если программист следует инструкциям в главе «Взаимодействие C с OCaml».

При выполнении этих инструкций вызовФункция Си переведена собственным компилятором в:

    movq    ml_as_z_sub@GOTPCREL(%rip), %rax
    call    caml_c_call@PLT

(здесь указана инструкция amd64, но, глядя на другие архитектуры, схема выглядит довольно равномерной).

Функция caml_c_call в конце концов делает вычисленный переход call *%rax, но он делает много вещей до и после.От asmrun / amd64.S:

/* Call a C function from Caml */

FUNCTION(G(caml_c_call))
.Lcaml_c_call:
    /* Record lowest stack address and return address */
        popq    %r12
        STORE_VAR(%r12, caml_last_return_address)
        STORE_VAR(%rsp, caml_bottom_of_stack)
    /* Make the exception handler and alloc ptr available to the C code */
        STORE_VAR(%r15, caml_young_ptr)
        STORE_VAR(%r14, caml_exception_pointer)
    /* Call the function (address in %rax) */
        call    *%rax
    /* Reload alloc ptr */
        LOAD_VAR(caml_young_ptr, %r15)
    /* Return to caller */
        pushq   %r12
        ret

Когда кто-то хочет часто выполнять пару инструкций, которые не выделяют и не генерируют исключения, вышеприведенное немного излишне.

Кто-нибудь имеетЕсть ли у вас опыт вызова небольшой процедуры сборки непосредственно из OCaml без прохождения заглушки caml_c_call?Вероятно, для этого нужно обманом заставить собственный компилятор думать, что он вызывает функцию ML, или модифицировать компилятор.

Вопрос заключается в контексте библиотеки Zarith, где небольшие биты кода сборки могут вычислить и вернуть большинстворезультаты напрямую, без необходимости проходить через caml_c_call и переходить к caml_c_code только для сложных аргументов, требующих выделения или исключения.См. этот файл с примерами битов сборки, которые могут быть выполнены напрямую.

Answer 1

Может быть "noalloc" и "float" могут быть полезны?

PS еще ссылки по теме .

Answer 2

Похоже, вы не будете возражать против затрат на вызов функции OCaml, если вызываемая вами функция может быть написана на ассемблере.Я только что провел некоторые эксперименты, и вы можете сделать это способом, описанным выше.

Вот что я сделал.Чтобы получить работающий шаблон на ассемблере, я определил простую функцию в OCaml и скомпилировал с флагом -S.

$ cat sep.ml
let addto x = x + 1
$ /usr/local/ocaml312/bin/ocamlopt -inline 0 -c -S sep.ml

Примечание: вам нужно указать -inline 0, чтобы убедиться, чтоocamlopt берет код из вашего сгенерированного файла .o, а не из встроенного определения в файле .cmx.

Теперь у вас есть файл с именем sep.s.Функция addto выглядит следующим образом (на самом деле удивительно хороший код):

_camlSep__addto_1030:
.L100:
        addq    $2, %rax
        ret

Просто для теста я изменил 2 (который представляет 1 в OCaml) на 4 (который представляет 2 в OCaml),Итак, теперь у вас есть:

_camlSep__addto_1030:
.L100:
        addq    $4, %rax
        ret

Теперь соберите этот файл, создавая отклоняющуюся версию sep.o.

$ as -o sep.o sep.s

По сути, вы обманули ocamlopt для обработки кода в sep.о как будто это было закодировано в OCaml.Но вы можете написать код самостоятельно в сборке (если вы будете осторожны, чтобы не нарушить какие-либо архитектурные предположения).

Вы можете связать его с основной программой и запустить:

$ cat main.ml
let main () =
    Printf.printf "%d\n" (Sep.addto 19)

let () = main ()
$ /usr/local/ocaml312/bin/ocamlopt -o main sep.cmx main.ml
$ main
21

Как видите, он запускает измененный код сборки.

Вы можете выполнить эту процедуру для создания любых функций, вызываемых OCaml, в коде сборки.Пока вы не возражаете против накладных расходов на вызов функции OCaml, этот подход может делать то, что вы хотите.

Я не знаю, как эта хитрость повлияет на обработку отладки и сборку мусора, поэтому яЯ бы не стал делать это с функцией, которая выполняет какое-либо распределение.

Эти тесты были запущены на Mac OS X 10.6.8 с использованием OCaml 3.12.0 (стандартная 64-битная сборка).Когда я запускаю «как», я запускаю стандартный ассемблер OS X из Xcode 4.0.2, который по умолчанию использует архитектуру x86_64.

Answer 3

Мне кажется, это не поможет обмануть компилятор, заставляя его думать, что он вызывает функцию OCaml, если только вы не обманываете его, вставляя вызов. Насколько я могу судить, просматривая источники, встроенные функции выражаются в так называемом коде Ulambda, который, в свою очередь, содержит примитивы. Таким образом, этот образ мышления, в любом случае, приводит к добавлению примитивов для ваших операций Zarith. Если вы это сделаете, у вас есть хорошее (совсем не хитрое) решение, но это может быть больше работы, чем вы хотите.

Для действительно сложного подхода вы можете попробовать пост-обработку сгенерированного кода asm, чтобы удалить вызовы функций и заменить их встроенным кодом. Этот вид трюка использовался много раз. Обычно это не длится долго, но может быть достаточно хорошим в краткосрочной перспективе. Чтобы сделать это, вам нужно просто указать компилятору OCaml имя другого ассемблера, который будет выполнять ваши изменения перед сборкой.