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É possível gravar o código de máquina de uma função de um programa já compilado  em um arquivo, e ler esse arquivo em outro programa e executar essa função?

SIM!

Parece até mágica, mas o curioso é que tudo funciona! Só devemos tomar alguns cuidados para saber onde começa e termina uma função, e lembrarmos que a função gravada não será linkeditada, logo ela só pode acessar parâmetros – nenhum acesso a variáveis ou funções externas é permitido, ou teremos um erro de execução (access violation). Vamos ver como fazer isso. Primeiro, o código de um programa que grava uma função em um arquivo. A função que faz essa mágica é gravaFuncao. Há duas funções que serão gravadas: multiplica e multiplicaOtimizada. São funções para multiplicar matrizes tiradas desse post. Até aqui não há mistério: o endereço de uma função é o endereço do início de seu código. Para saber onde ela termina, basta olhar para o endereço da função imediatamente seguinte a ela no programa fonte. Para saber seu tamanho, basta subtrair os ponteiros (convertendo para const char* pois o C++ não permite aritmética de ponteiros para função).  Sabendo o tamanho da função, basta escrever o seu código em um arquivo!

Código Fonte do programa que grava uma função:

#include <cstdlib>
#include <iostream>

using namespace std;

typedef const char* EnderecoFuncao;

void gravaFuncao( const char* nomeArquivo, EnderecoFuncao funcao, EnderecoFuncao funcaoSeguinte ) {
  FILE *arquivo = fopen( nomeArquivo, "wb" );
  int tamanhoFuncao = funcaoSeguinte - funcao;

  if( arquivo == NULL ) {
    cout << "Erro ao abrir arquivo " << nomeArquivo << endl;
    exit( 0 );
  }

  fwrite( funcao, 1, tamanhoFuncao, arquivo );
  fclose( arquivo );

  cout << "Funcao gravada no arquivo \"" << nomeArquivo << "\"." << endl;
  cout << "Tamanho da funcao: " << tamanhoFuncao << " bytes." << endl << endl;
}

const int N = 1000;

struct Matrizes {
  double a[N][N], b[N][N], c[N][N];
};

void multiplica( Matrizes& m ) {
  for( int i = 0; i < N; i++ )
    for( int j = 0; j < N; j++ )
      for( int k = 0; k < N; k++ )
        m.c[i][j] += m.a[i][k] * m.b[k][j];
}   

void multiplicaOtimizada( Matrizes& m ) {
  for( int i = 0; i < N; i++ )
    for( int k = 0; k < N; k++ )
      for( int j = 0; j < N; j++ )
        m.c[i][j] += m.a[i][k] * m.b[k][j];
}  

void fim() {} 

int main(int argc, char *argv[])
{
  gravaFuncao( "funcao1.dat", (EnderecoFuncao) multiplica, (EnderecoFuncao) multiplicaOtimizada );
  gravaFuncao( "funcao2.dat", (EnderecoFuncao) multiplicaOtimizada, (EnderecoFuncao) fim ); 

  system("PAUSE");
  return 0;
}

Saída:

Funcao gravada no arquivo "funcao1.dat".
Tamanho da funcao: 160 bytes.

Funcao gravada no arquivo "funcao2.dat".
Tamanho da funcao: 208 bytes.

Detalhes:

Note que é preciso uma função vazia chamada fim para podermos obter o final da função multiplicaOtimizada. E obviamente, é necessário um typecast para EnderecoFuncao para podermos chamar gravaFuncao (EnderecoFuncao é apenas um typedef para const char*).

Vale dizer também que as funções gravadas, apesar de muito parecidas, têm tamanhos diferentes. Isso ocorre porque a segunda função é bastante otimizada pelo compilador após a inversão do loop em j com o loop em k.

Pronto! Já temos dois arquivos com o código das funções acima.  Tudo o que temos de fazer agora é ler esse código e executá-lo passando a estrutura com as matrizes. Mostrarei como fazer isso na sequência deste post…

“Don’t tell me what I can’t do”