In the beginning, we can create a project in which the main program will be written in HLL (High-Level Language) like C++, and the library written in assembler will be linked dynamically (dll).

During this laboratory, we'll show how to create and use dll (dynamically linked library) written in assembler in that application written in C++ We start by creating a new C++ project.

We'll create the console application, written in C++, for execution in the Windows operating system.

We need to define that name for the project. We suggest the name “Lab2_dll_cpp”. All paths can be left with default values.

To add a library written in assembler to our solution, we add a new project to the solution. Right-click on the solution and select add new project.

We create our new assembler project as a C++ compatible library project, running under the Windows operating system. From the list of available options, we select the Dynamic-Link Library (DLL).

We name the project e.g. “JaAsm” and create it leaving the default path.

The next step is to set up the project dependencies so that compiling the C++ console application automatically forces the assembly library to be compiled. To do this, right-click on the C++ console project, select the “Build dependencies” menu, and then select “Project dependencies”.

In the newly opened window, select our “JaAsm” library and click “OK”.

First, you need to remove the automatically created C++ project files. To do this, simply select the header and source files, then right-click and choose “Remove” or click Delete key.

For the library, it is necessary to customize the compilation as an MASM assembler file. To do this, right-click the library project and select “Build dependencies” from the list, then “Build customization”.

In the newly opened window, select “masm” and confirm our selection with “OK”.

The next step is to add the source files in the assembler and the definition file to the library. To do this, right-click on the “JaAsm” library again, then select “Add” and “New item”.

We repeat this operation twice, each time selecting “Utility” and the text file type, giving the names: “JaDll.asm” and “JaDll.def”.

In order for the compiler to know that the created assembler file is associated with MASM, its type must be indicated. This step is necessary when we use a C++ source file and only change its extension to *.asm. By clicking the work key on the *.asm file, we select properties and set the file type to Microsoft Macro Assembler.

Kompilacja powinna przebiegać w trybie 64-bitowym (X64). W tym celu należy ustawić taki tryb w opcjach rozwiązania. Klikamy prawym przyciskiem myszy na nasze rozwiązanie i wybieramy „Właściwości” (Properties).

W nowo otwartym oknie przechodzimy na zakładkę „Właściwości konfiguracji” → „Konfiguracja” (Configuration properties → Configuration) na następnie klikamy w „Menedżer konfiguracji” (Configuration manager).

W nowym oknie wskazujemy wszędzie platformę x64 (gdyby dana opcja była niedostępna z dostępnej listy wybieramy pozycję „Nowy” (New), a następnie tworzymy platformę x64 poprzez kopiowanie ustawień z Any CPU). Należy także przy obu częściach solucji włączyć kompilację (Build).

Po wszystkim upewniamy się raz jeszcze, że wszędzie wskazana platforma to x64 i zamykamy okno. W głównym pasku menu Visual Studio powinna automatycznie ustawić się opcja “x64”, niemniej warto to sprawdzić i w razie potrzeby zmodyfikować.

Przystępujemy do konfiguracji biblioteki. W tym celu klikamy prawym przycskiem myszy na bibliotece i wybieramy „Właściwości” (Properties).

W otwartym nowo oknie przechodzimy do „Konsolidator” → „Dane wejściowe” (Linker → Input) i w polu „Plik definicji modułu” (Module definition file) wpisujemy nazwę naszego pliku „*.def”. W naszym przypadku “JaDll.def”. Wpis potwierdzamy.

Końcowym krokiem konfiguracji jest wyłączenie punktu wejścia do biblioteki. W tym celu w zakładce “Konsolidator” (Linker) przechodzimy do opcji “Zaawansowane” (Advanced) i w polu „Brak punktu wejścia” (No entry point) wybieramy opcję „Tak (/NOENTRY)”. Zapisujemy wprowadzone ustawienia i zamykamy okno.

Biblioteka dll zawiera funkcje, które można użyć w innych programach. Pierwsza wersja naszej biblioteki będzie udostępniała jedną funkcję, zwracającą stałą wartość. Wartość tę następnie odczytamy w pliku C++. Przykładowa zawartość pliku asemblerowego (JaDll.asm) może wyglądać następująco.

.code
MyProc proc
mov RAX, 2021
ret
MyProc endp
end

Z plikiem kodu programu nierozerwalnie związany jest plik definicji (JaDll.def). Plik taki musi zawierać nazwę biblioteki DLL jako agrument dyrektywy LIBRARY, oraz listę nazw funkcji dostępnych dla innych modułów poprzedzonych dyrektywą EXPORTS. Aby nasza funkcja MyProc była widziana przez program C++ musimy ją zadeklarować jako eksportowaną. Plik JaDll.def w naszym projekcie może wyglądać następująco.

LIBRARY JaAsm
EXPORTS MyProc

Często chcemy wykorzystać przekazane do funkcji parametry. Przypomnijmy, że w 64-bitowej konwencji wywołań pierwsze cztery parametry są umieszczane bezpośrednio w rejestrach procesora. Szczegóły są opisane w instrukcji do pierwszego ćwiczenia. I tak, dwa parametry typu całkowitego są umieszczone w rejestrach RCX i RDX. Funkcja, któa zwraca sumę dwóch argmentów całkowitych wyglądałaby w następujący sposób.

...
MyProc proc
mov RAX, RCX
add RAX, RDX
ret
MyProc endp
...

Argumenty typu zmiennoprzecinkowego należy przekazać przez rejestry XMM0 i XMM1, a wynik zwrócić przez XMM0. Oczywiście należy użyć instrukcji rozszerzeń MMX/SSE.

...
FloatProc PROC
addsd xmm0, xmm1
ret
FloatProc ENDP
...

Aby program napisany w C++ mógł wykorzystać funkcję z biblioteki należy wykonać kilka kroków.

1. Przygotować typ funkcji zgodny z jej późniejszym wywołaniem,
2. Załadować bibliotekę funkcją LoadLibrary uzyskując jednocześnie jej uchwyt,
3. Odczytać aktualny adres interesującej nas funkcji wywołując GetProcAddress,
4. Użyć funkcji odwołując się do jej adresu.

Przykładowy kod mógłby wyglądać tak:

#include <windows.h>
#include <iostream>
typedef int(_stdcall* MyProc)();
HINSTANCE dllHandle = NULL;

int main()
{
    dllHandle = LoadLibrary(TEXT("JaAsm.dll"));
    MyProc procedura = (MyProc)GetProcAddress(dllHandle, "MyProc");
    std::cout << procedura();
}

Użycie funkcji z parametrami wymaga nieco zmodyfikowanych definicji typu. Należy także zwrócić uwagę na typ wartości zwracanej przez funkcję. Pamiętać należy, że w przypadku liczb zmiennoprzecinkowych, rozmiar rejestrów XMM0, XMM1 to 64 bity. Odpowiada to wartości zmiennoprzecinkowej podwójnej precyzji, czyli w języku C++ typowi “double”.

...
typedef int(_stdcall* MyProc)(int, int);
typedef double(_stdcall* FloatProc)(double, double);
...

Należy napisać bibliotekę DLL w asemblerze i program w C++ demonstrujący działanie tej biblioteki.
Biblioteka DLL ma udostępniać funkcje wykonujące i zwracające wynik podstawowych obliczeń arytmetycznych (dodawanie, odejmowanie, mnożenie i dzielenie) na parach liczb przekazanych jako parametry ich wywołania. Funkcje powinny mieć wersję stało- i zmiennoprzecinkową (w sumie osiem funkcji).
Program w C++ ma wywoływać wszystkie funkcje przekazując przykładowe wartości parametrów i wyświetlić wyniki na ekranie. Nie jest wymagany interfejs użytkownika - wartości do obliczeń mogą być umieszczone w kodzie programu.