Программирование для Linux. Профессиональный подход

Самьюэл Алекс

 printf("free RAM : %5.1f MB\n",

 si.freeram / megabyte);

 printf("process count : %d\n", si.procs);

 return 0;

}

8.15. Функция uname

Функция

uname

возвращает информацию о системе, в частности сетевое и доменное имена компьютера, а также версию операционной системы. Единственным аргументом функции является указатель на структуру типа

utsname

. Функция заполняет следующие

поля этой структуры (все эти поля содержат текстовые строки).

■ 

sysname

. Здесь содержится имя операционной системы (например,

Linux

).

■ 

release

,

version

. В этих полях указываются номера версии и модификации ядра.

■ 

machine

. Здесь приводится информация о платформе, на которой работает система. В случае Intel-совместимых компьютеров это будет либо

i386

, либо

i686

, в зависимости от процессора.

■ 

node

. Это имя компьютера.

■ 

__domain

. Это имя домена.

Функция

uname

объявлена в файле

<sys/utsname.h>

.

В листинге 8.13 показана небольшая программа, которая отображает номера версии и модификации ядра Linux, а также сообщает тип платформы.

Листинг 8.15. (print-uname.c) Вывод информации о ядре и платформе

#include <stdio.h>

#include <sys/utsname.h>

int main {

 struct utsname u;

 uname(&u);

 printf("%s release %s (version %s) on %s\n", u.sysname,

u.release, u.version, u.machine);

 return 0;

}

Глава 9

Встроенный ассемблерный код

Сегодня лишь немногие программисты используют в своей практике язык ассемблера. Языки высокого уровня, такие как С и C++, поддерживаются практически на всех архитектурах и обеспечивают достаточно высокую производительность программ. Для тех редких случаев, когда требуется встроить в программу ассемблерные инструкции, в коллекции GNU-компиляторов (GCC) предусмотрены специальные средства, учитывающие особенности конкретной архитектуры.

Встроенными ассемблерными инструкциями следует пользоваться осторожно, так как они являются системно-зависимыми. Например, программу с инструкциями архитектуры x86 не удастся скомпилировать на компьютерах PowerPC. В то же время такие инструкции позволяют напрямую обращаться к аппаратным устройствам, вследствие чего программный код выполняется чуть быстрее.

В программы, написанные на языках С и C++, ассемблерные инструкции встраиваются с помощью функции

asm

. Например, на платформе x86 команда

asm("fsin" : "=t" (answer) : "0" (angle));

является эквивалентом следующей инструкции языка C: [30]

answer = sin(angle);

Обратите внимание на то, что, в отличие от обычных ассемблерных инструкций, функция

asm

позволяет указывать входные и выходные операнды, используя синтаксис языка С.

Подробнее узнать об инструкциях архитектуры x86, используемых в настоящей главе, можно по следующим адресам:

http://developer.intel.com/design/pentiumii/manuals

и

http://www.x86-64.org/documentation

.

30

Выражение

sin(angle)

обычно преобразуется в вызов функции библиотеки

libm

, но если задать флаг

– O1

(или включить более сильную оптимизацию), компилятор gcc заменит вызов функции простой ассемблерной инструкцией

fsin

.

9.1. Когда необходим ассемблерный код

Инструкции, указываемые в функции

asm

, позволяют программам напрямую обращаться к аппаратным устройствам, поэтому полученные программы выполняются быстрее. Ассемблерные инструкции используются при написании кода операционных систем. Например, файл

/usr/include/asm/io.h

содержит объявления команд, осуществляющих прямой доступ к портам ввода-вывода. Можно также назвать один из исходных файлов ОС Linux —

/usr/src/linux/arch/i386/kernel/process.s

; в нем с помощью инструкции

hlt

реализуется пустой цикл ожидания.

Прибегать к ассемблерным инструкциям как к средству ускорения работы программы следует лишь в крайнем случае. Современные компиляторы достаточно сложны и прекрасно осведомлены об особенностях работы процессоров, для которых они генерируют код. Часто они создают цепочки кодов, которые кажутся неэффективными или неоптимальными, но на самом деле такие последовательности инструкций выполняются быстрее других. В подавляющем большинстве случаев можно положиться на оптимизирующие способности компиляторов.

Иногда одна или две ассемблерные команды способны заменить целую группу высокоуровневых инструкций. Например, чтобы определить позицию самого старшего значащего бита целого числа в языке С, требуется написать цикл, тогда как во многих ассемблерных языках для этой цели существует операция

bsrl

. Ее использование будет продемонстрировано в разделе 9.4, "Пример".

9.2. Простая ассемблерная вставка

Вот как с помощью функции

asm

осуществляется сдвиг числа на 8 битов вправо:

asm("shrl $8, %0" : "=r" (answer) : "r" (operand) : "cc");

Выражение в скобках состоит из секций, разделенных двоеточиями. В первой секции указана ассемблерная инструкция и ее операнды. Команда

shrl

осуществляет сдвиг первого операнда на указанное число битов вправо. Первый операнд представлен выражением

%0

. Второй операнд — это константа

$8

.

Во второй секции задаются выходные операнды. Единственный такой операнд будет помещен в C-переменную

answer

, которая должна быть адресуемым (левосторонним) значением. В выражении

"=r"

знак равенства обозначает выходной операнд, а буква

r

указывает на то, что значение переменной

answer

заносится в регистр.