Calling convention pada AMD64, ARM64, dan RISCV64

Artikel oni merupakan lanjutan dari artikel Hello, World! sebelumnya yang akan memperkenalkan calling convention pada arsitektur AMD64, ARM64 dan RISCV64. Program assembly pada artikel sebelumnya sangat sederhana: tidak ada percabangan, tidak ada pemanggilan fungsi, hanya memakai syscall. Kali ini saya ingin membahas mengenai: pembuatan fungsi, percabangan, dan pemanggilan fungsi.

Calling Convention

Jika kita membuat seluruh program sendiri, tidak memanggil fungsi apapun yang lain, maka kita punya kebebasan memakai register manapun juga untuk kebutuhkan apapun. Misalnya kita ingin memanggil fungsi, parameter pertama bisa di register r0, parameter kedua di r1, dst. Atau terserah kalau mau mulai dari r5 juga boleh.

Tapi ketika kita ingin memakai library atau kode orang lain, maka kita perlu memiliki semacam standard/konvensi agar berbagai program bisa berinteroperasi. Istilah untuk ini adalah calling convention, sebuah calling convention biasanya menyatakan:

  • Bagaimana passing parameter, register mana yang dipakai (atau apakah langsung dipassing menggunakan stack)
  • Di register mana hasil kembalian fungsinya
  • Register-register mana saja yang boleh diubah di dalam subrutin/fungsi (scratch registers), atau disebut juga caller saved registers
  • Register-register mana saja yang harus disimpan (must be preserved) dalam subrutin/fungsi, atau callee saved registers

Untuk register yang harus disimpan, maksudnya: ketika keluar dari subrutin, maka nilai register tersebut harus sama dengan ketika masuk. Artinya kita boleh saja mengubah register tersebut di dalam fungsi, asalkan kita simpan dulu, entah di stack atau di tempat lain, dan sebelum kembali (return), nilai registernya dikembalikan lagi.

Lanjutkan membaca Calling convention pada AMD64, ARM64, dan RISCV64

Hello, World! di Linux dalam Assembly AMD64, ARM64, dan RISCV64

Tadinya saya ingin menulis tentang arsitektur RISC-V, dan memulai dengan membuat Hello, World!, tapi setelah diingat lagi, saya belum pernah membahas assembly di berbagai arsitektur lain. Jadi di tulisan ini saya ingin membuat program Hello World di Linux untuk arsitektur 64 bit: x86/64 disebut juga AMD64, ARM64 dan RISCV64.

Dulu waktu mulai mengenal assembly, saya menganggap ini susah. Tapi setelah diingat lagi, semuanya karena keterbatasan teknologi yang saya pakai saat itu:

  • Saya memakai DOS, jika salah memprogram assembly maka komputer bisa restart atau hang dengan mudah, bahkan ketika masuk ke Windows 95/98, masih sangat mudah membuat crash dengan program DOS sederhana
  • Tool yang ada juga terbatas, misalnya saya membuat program assembly mode grafik di DOS, maka debugger tidak bisa jalan ketika program berjalan
  • Arsitektur x86 memang lebih rumit dibandingkan arsitektur lain, karena masalah sejarah (arsitektur ini berusaha kompatibel dengan versi sebelumnya)

Dengan sistem operasi modern seperti Linux dan tools yang ada saat ini, belajar assembly berbagai arsitektur sudah semakin mudah:

  • Hardware dan sistem operasi mendukung memory protection, tidak mudah membuat crash
  • Sistem multi window memudahkan memprogram grafik dan menjalankan debugger di Window lain. Selain itu jika ingin memprogram grafik fullscreen juga bisa dilakukan via remote SSH
  • Ternyata berbagai arsitektur lain lebih sederhana daripada x86

Saya memakai HoneyComb LX untuk target ARM dan Nezha SBC untuk target RISCV64.

Lanjutkan membaca Hello, World! di Linux dalam Assembly AMD64, ARM64, dan RISCV64

Kesan pertama memakai Rust

Bahasa Rust digadangkan sebagai bahasa untuk pemrograman sistem dengan performansi yang tinggi dan memiliki jaminan memory safety. Performansi yang tinggi ini didapatkan dengan menggunakan abstraksi yang tidak menambah overhead pada runtime (zero cost abstraction, bandingkan misalnya dengan PHP yang overheadnya sangat tinggi). Memory safety artinya bebas dari berbagai bug yang berhubungan dengan managemen memori (contoh bug memori yang umum: menimpa memori yang masih dipakai, tidak menginisialisasi memori, memakai pointer null, melakukan double free, dsb).

Logo Rust

Bahasa Rust mulai diumumkan ke publik pada 2010, dan baru masuk versi 1.0 pada 2015. Setelah itu masih ada banyak perubahan pada bahasa ini, saat artikel ini ditulis Rust versi stabil adalah 1.56. Dibandingkan banyak bahasa lain, Rust ini masih cukup muda, dan banyak hal masih belum stabil.

Saat ini saya belum memiliki proyek besar yang memakai Rust, tapi selama 25 hari terakhir saya menyelesaikan Advent Of Code (AoC) 2021 menggunakan Rust. Soal AoC ini sangat bervariasi, jadi bisa digunakan untuk menguji banyak fitur bahasa Rust. Kadang soalnya sangat sederhana, jadi bisa diselesaikan dengan cepat dan saya punya waktu mencoba-coba berbagai pendekatan untuk mencoba-coba fitur Rust tertentu.

Lanjutkan membaca Kesan pertama memakai Rust

Logging

Di tulisan ini saya ingin membahas mengenai kenapa kita butuh logging dalam aplikasi, dan bagaimana praktik terbaik untuk melakukan logging.

Kenapa butuh logging

Kita memerlukan log supaya tahu apa kesalahan yang mungkin terjadi ketika program berjalan. Meskipun program dirancang sempurna, tetap ada banyak hal kemungkinan error yang bisa terjadi ketika aplikasi berjalan. Error ini bisa karena banyak hal, tapi bisa dibagi menjadi dua yang utama:

  • karena masalah pada runtime environment (lingkungan eksekusi program), misalnya: disk space habis, jaringan putus, disk error, dsb
  • karena logika program yang salah, atau ada library yang memiliki bug tertentu

Sering kali kita tidak bisa mengakses sistem di mana software kita berjalan, jadi tidak bisa langsung menginspeksi masalahnya apa. Contoh kasusnya:

  • Pada aplikasi desktop/game yang berjalan di komputer client
  • Pada aplikasi server yang berjalan di sistem production

Log level

Mencatat semua aktivitas program di log akan membuang banyak CPU dan disk space. Jadi kita perlu memberi tag level ketika melakukan logging.

Sistem log yang baik dapat diset agar hanya log pada level tertentu yang disimpan atau ditampilkan. Tergantung kebutuhan, level log bisa diset saat aplikasi berjalan (runtime) jika ada masalah.

Lanjutkan membaca Logging

Kisah Quick Fix Aplikasi Web PHP 5

Belum lama ini saya diminta tolong memperbaiki aplikasi lama dalam PHP 5. Aplikasi ini sudah lama dan masih dipakai sampai development aplikasi baru selesai. Aplikasi ditulis dalam PHP dengan framework Code Igniter dengan database MySQL. Deskripsi masalahnya begini: di aplikasi ini setiap hari ada satu halaman yang semakin lambat sampai suatu hari error, tidak bisa diakses lagi.

Pesan popup itu muncul dari komponen datatables.net di browser. Setelah diselidiki: penyebabnya adalah error di sisi server, tepatnya lagi ternyata out of memory di sisi server.

Allowed memory size of 134217728 bytes exhausted (tried to allocate 7077931 bytes) /var/www/html/application/XXX.php

Aplikasi ini meload data dari database menjadi satu file JSON berisi beberapa belas ribu baris. Dari hasil membaca dokumentasi komponen datatables ini, seharusnya mudah membuat paging dengan pemrosesan di sisi server cukup dengan menambah OFFSET dan LIMIT pada query SQL. Tapi ternyata tidak mudah di aplikasi ini.

Lanjutkan membaca Kisah Quick Fix Aplikasi Web PHP 5

Mencoba Bahasa Dart dan SDK Flutter

Posting ini akan membahas pengalaman singkat saya memakai bahasa pemrograman Dart dan Software Development Kit (SDK) Flutter di sebuah proyek kecil. Flutter merupakan SDK pembuatan user interface (UI) yang membuat Dart jadi dikenal untuk UI Development. Ini seperti Rails yang membuat Ruby jadi terkenal untuk web development (Ruby on Rails).

Dart programming language

Saya akan bahas sedikit mengenai sejarah bahasa Dart ini supaya jelas bahwa: bahasa ini bukan bahasa baru, dibuat perusahaan besar (Google), memiliki standard resmi (ECMA), dan sudah memiliki sejarah cukup panjang.

Sejarah Dart

Bahasa pemrograman Dart diumumkan Google sejak 2011 dan dirilis publik tahun 2013. Tadinya bahasa ini dikembangkan untuk web browser untuk menyaingi Java Script. Awalnya ada kabar bahwa Virtual Machine untuk Dart akan dimasukkan Chrome, tapi rencananya berubah: Dart ditranslasikan (transcompile) saja ke JavaScript, jadi tidak ada VM khusus Dart dalam browser.

Bahasa Dart ini sempat distandardkan dalam ECMA standard 408 tahun 2014, tapi tahun 2018 bahasanya diubah dengan rilis 2.0 sehingga tidak sepenuhnya kompatibel lagi dengan versi sebelumnya. Spesifikasi terbaru saat ini bisa dilihat di sini. JavaScript juga terus berubah, plus masih ada saingan bahasa lain yang ditranslasikan ke JavaScript (misalnya TypeScript, CoffeeScript, dsb) jadi Dart kurang menonjol.

Lanjutkan membaca Mencoba Bahasa Dart dan SDK Flutter

Assembler di browser berbasis Keystone dengan WebAssembly

Sebenarnya saat ini saya sedang sibuk dengan banyak hal, tapi karena sedang berduka, saya ingin melakukan sesuatu untuk mengalihkan pikiran. Bapak saya suka membongkar mobil untuk mengalihkan pikiran, sedangkan saya lebih suka memprogram sesuatu yang tidak berhubungan dengan pekerjaan. Hasilnya: hari ini saya mengkompilasi framework Keystone dengan target WebAssembly (Wasm) lalu memberi interface HTML dengan Preact (alternatif React yang ukurannya jauh lebih kecil).

Assembler ini bisa diakses online di https://asm.x32.dev dan sourcenya saya berikan di https://github.com/yohanes/online-assembler . Aplikasinya bisa diakses dengan semua browser modern (Safari, Chrome, Firefix, Edge), termasuk juga mobile browser (sudah ditest di iOS 13 dan Android 10).

WebAssembly (Wasam)

Supaya tidak bingung dengan penjelasan assembler dan webassembly, akan saya jelaskan apa itu WebAssembly (biasa disingkat dengan Wasm). WebAssembly adalah format instruksi biner untuk virtual machine (bisa dibayangkan seperti bytecode Java) . Saat ini target utamanya adalah web browser (saat ini sudah disupport di Firefox, Google Chrome, Safari dan Edge). Di masa depan web assembly ini dihrapkan akan bisa dipakai juga di aplikasi desktop maupun server.

Lanjutkan membaca Assembler di browser berbasis Keystone dengan WebAssembly

Bahasa Pemrograman BASIC

Setelah membahas Forth dan juga Lua, kali ini saya akan membahas bahasa BASIC (Beginners’ All-purpose Symbolic Instruction Code). Bahasa BASIC ini merupakan bahasa yang sudah ada lama sekali (sejak 1964), tapi ada beberapa hal yang baru-baru ini terjadi yang membuat saya ingin menuliskan tentang bahasa BASIC:

Tiga hal pertama tersebut menunjukkan bahwa:

  • Minat terhadap bahasa lama (BASIC dan COBOL) ternyata masih cukup besar
  • Bahasa-bahasa lama ini masih terpakai (tapi dalam artikel ini saya hanya membahas BASIC)
Smile Basic

Setelah membaca mengenai SmileBASIC 4, saya segera membeli softwarenya dari Nintendo Shop. Harga softwarenya 25 USD (masih lebih murah dari kebanyakan game di Nintendo Shop), plus harus membeli slot upload seharga 5 USD jika kita ingin mengupload program kita ke server SmileBASIC.

Lanjutkan membaca Bahasa Pemrograman BASIC

Multithreading dan Multiprocessing di Python

Python adalah salah satu bahasa yang sangat saya sukai, tapi bukan berarti bahasa ini tidak memiliki kekurangan, di tulisan ini saya ingin menunjukkan kekurangan Python dalam memproses data kompleks dengan Python murni (pemrosesan tidak dilakukan di modul native). Kompleks di sini maksudnya pemrosesannya CPU bound (batasan programnya adalah kemampuan CPU, bukan memori atau I/O).

Kelebihan python jelas sangat banyak: mudah dipakai, librarynya banyak, sintaksnya bersih dan mudah dibaca. Library Python untuk berbagai hal (terutama AI) sudah sangat banyak dan banyak yang ditulis dalam native code (C/C++). Dengan library eksternal yang ditulis dalam bahasa C/C++ (kebanyakan library AI), kita tidak perlu memikirkan apapun dalam hal pemrosesan data besar dan kompleks, karena itu dilakukan di level native code.

Lanjutkan membaca Multithreading dan Multiprocessing di Python

Mengenal Bahasa Pemrograman Lua

Di kesempatan kali ini saya akan memperkenalkan bahasa Lua. Bahasa ini sebenarnya sudah ada cukup lama (sejak 1993), tapi kurang terkenal secara umum. Lua lebih sering dijadikan bahasa scripting untuk aplikasi dan sering kali nama Lua tidak disebut sama sekali. Lua artinya “Bulan” (moon) dalam bahasa portugis. Lua diciptakan oleh Roberto Ierusalimschy, Luiz Henrique de Figueiredo, dan Waldemar Celes, anggota dari Computer Graphics Technology Group (Tecgraf) di Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro, di Brazil.

Lua bisa dipakai untuk membuat program/aplikasi seperti bahasa lain, tapi kelebihan bahasa ini  adalah dari awal dirancang untuk diembed dalam sebuah aplikasi lain (terutama dalam bahasa sejenis C). Di-embed ini artinya bisa  bisa dipakai untuk sistem plugin atau bisa dipakai untuk mengontrol bagian business/game/app logic sementara bagian yang butuh performance tinggi memakai C atau bahasa lain. Lua juga bisa jadi file konfigurasi yang sangat fleksibel.

Lanjutkan membaca Mengenal Bahasa Pemrograman Lua