亚当2014年的演讲

偏执的太偏执、 2022-09-11 10:23 183阅读 0赞

鼓励人们,去尝试一下.`干就完了`.  
能用`D`写一个内核吗?能.  
接口中,不能有`虚函数`,因为你不知道有多少`槽`.  
一旦`重载`新(模板函数)运算符,如何放进类中?答案很简单:只需`转发`它给`虚函数`,你就有了这些命名函数.理念:实用为主.  
在D中搞内核,处理器中跑的每行`代码`都是你的,这很酷.  
我们需要先编译个`你好!`.从空`object.d`开始,链接器中去掉运行时,看发生什么.大胆干,`未定义引用`?没什么大不了的.  
`1`,缺少`TypeInfo_Struct`,好,加1个.`2`,大小不匹配,搜索该错误消息,发现在`typinf.c`中说,需要`52`字节.我用`void*`静态数组,而别人用`ubyte`数组.不断搜索,然后把要用的抓回来.如`_d_arrayliteralSOMETHING`.然后搜索`d运行时`,发现在`lifetime.d`中.然后复制进你的`object.d`中.你只需要`大小名字`匹配,`类型`不用匹配.  
然后,你得到一个`最小对象类`:`Object,Throwable类,Exception,ModuleInfo构,及一些让编译器闭嘴的TypeInfos`.  
简单用`-nostdlib`选项,也不要`C库`.最终得到非常小(`3kb`)的`可执行`文件.它能`编译并运行`.  
现在需要`入口点`,这里有`内联汇编`.也是我用`dmc`原因,`内联汇编`很好用.与`独立汇编器`编写内容相同.它可能无法`破坏`寄存器,或自动推导`寄存器`上的`C变量`类型,但他管用,且很易理解.  
然后是,定义`入口点`,编译器期望`_d_run_main`函数.然后是在`林操`上跑,定义了它后,调用`exit(2)`系统函数.`运行了,没有段错误`!  
同样,如果写`编译期`函数,如果不知道结果,你先按`运行时`来写并调试,然后用`mixin(插件)`,并用`pragma(msg)`类似调试.`编译时`运行很大的语言子集.所以`运行时`管用的,基本只要稍微修改,`编译时`也管用.  
`裸机`并不特殊,它只是运行代码而已.你可用`GRUB`引导器,甚至不必改文件格式,只需要说,嘿`GRUB`,加载这个`ELF`文件,变得非常容易.我用`dmd`开发.  
运行起来后,可加越来越多函数.要区分`object.d`及`编译器`的功能.  
首先是,`alias string = immutable(char)[]`别名`串`.`d语言`中没有`串`,但有`字符数组`.`串`只是`object.d`中的`别名`.  
然后是`typeinfo`,你得到要匹配`大小`的类型信息,编译器输出它.对`typeinfo_class`,你得到`编译器`输出的`初化数组`,及按`静态数据`写的`虚表`指针.  
你必须要匹配它.我们是想让`__traits`可用,  
如,你想有`classInstanceSize`特征,但你不能初化,如果你想创建类:`1,分配内存.2,复制初始数据互它.3,调用构造函数`.这是`new`的`三步曲`.  
如果不用`typeid().init`,用`trait`呢?如果`typeinfo`是`选入`的呢.你只要有你需要的`初化器`.然后`随意`布局,这样空的`object.d`,就够了.  
并非所有`TypeInfo`都这样,用`TypeInfo_Struct`时,然后加个`整数组`,其有个叫`next`的`TypeInfo`成员.用`typeid(数组)`,得到`TypeInfo_Array`.而`.next`为`int[TypeInfo_i]`.也可用`is()`来取.但我让编译器来搞.  
整`typeinfo`有趣的是,在`rt/typeinfo`里面有`大堆手写文件`.他说`int`用`4`大小覆盖.编译器现在都知道,有`插件/循环`,现在可`自动化`.  
现在可以,`foreach( TypeTuple!(所有内置类型))`,生成`__traits`中拉出`类`来并`插件`起来造你的`TypeInfos`.  
仔细看看`TypeInfo_i`名字等,这是`混淆`名.`i`为`整`的`混淆`.`Aya`是`不变符数组`的`混淆`名.编译器知道它,当你插件`type.mangleof`时,会形成它.相当于说`编译时`构造`类型`,你不必`手动`写`运行时`类型.  
`扩展`它很有意思,如果以`typeinfo`为`关联数组`的`键`,你不必修改`运行时`,就可扩展.如,你想按`串`打印`任意类型`数据.用模板,从`std.conv调用to!string`即可.  
但,就像`d运行时`,你只`一块`数据,多数函数为`两个参数`:`空*数据+类型的TypeInfo(类型信息)`,用`类型信息`来取`数据大小`及`如何操作`.  
不用模板,造你自己的`toString`函数.提供`空*`为参.你只有普通`接口`及可`任意扩展`的`类`.即如何在`编译时特征和运行时反射`间架桥.  
类似的是可为每个单独类型创建静态`构造器`.在`object.d`中,为`RTInfo`.只是现在`enum RTInfo = null`.每个用户定义类型都`实例化`它.在此,你可`静态检查`类型,可`运行时反射`,而不必用`lint`工具.  
如在`object.d`中挂钩该`rtinfo`,则直接应用于`整个项目`,而不是单个`模块`.库可定义自己的`检查插件`,单独放进去,虽然麻烦,但管用.  
只要安装了`反射`,就可`运行时`一直用(查询).可对`模块`定义`静态构造列表`,`编译器`自动为你`合并`,可`建立`全局数据,供以后使用.  
`静态构造函数`实际上是`D`运行时功能,编译器输出`模块列表`,有个`_Dmodule_ref`符号,链接器把它们放一堆,循环遍历时,编译器提供`单元测试/静态构造/静态析构`指针,如果`去掉运行时`,得你自己干这些.  
回到程序`入口点`,你要先找到`数据`,循环并找到并跑它,然后来到实际`主`函数,只需要`20KB`,不大.  
`类`需要大量`运行时`.类似的,如`_d_dynamic_cast`调用`动态转换`.  
其,查找`typeinfo[虚表0项]`,问是否`是其他类的基`,是,则继续并`返回偏移对象`.用`_d_newclass`分配新类.  
`D运行时`,管理内存.`垃集`为不懂`析构器`的人准备的,在`C++`论坛,我会说`你只要定义个带有析构函数的结构`,`垃集`也是如此,你不再关心`所有权`.  
有了`垃集`,只需要`完成它`,下一件事.相反.我写了个`压指针`内存分配器.`分配`好写,`释放`难.一旦写好,你可在`裸机`上用`类`了.很多东西都有效.  
`虚函数/类成员`都行.`线程本地存储`就不行了.操作系统`不能`为你定义`线程缓冲区`.  
幸运,`D`还支持`shared`和`__gshared`,一旦你这样做,现在可访问你放`静态数据/全局变量`下面`堆栈段`,并完成它.即使设法实现其余`运行时`功能,他们也会假设你有`TLS`.  
`d运行时`立即分配`线程本地`数据,然后`垃集`为你分配`线程上下文`,正常时没问题,但你没有`线程/垃集`时,很烦人.  
还要`了解`从哪`释放`内存.可用`scope(exit/failure/success)`,在使用时`就保证`分配.  
要准备好`按C`方式写.`Phobos`用一个函数,引入大量模块.  
写`simpledisplay.d`时,避免了`标准库`.`6000`行都很快.而`标准库`太慢.`D1`还没意识到,就编译完了.  
运行时,禁用不变量和`检查边界`,`_d_boundscheck`和`_d_assertm`,然后`30kb`的`ModuleInfo`.`裸机`时用`-release和-noboundscheck`编译.否则要定义`invariant.d`等等函数,很麻烦.  
裸机最有趣是`中断处理`,`循环(失败->重启)`.因而用`内联汇编`,`无栈/无返回`,所有都得自己写.  
即使写`微优化代码`,`安装栈帧`,多次调用仍成本高,你要内联它.  
进入`中断器`后,你要有`函数指针+中断程序`.你要`保留使用的寄存器,处理中断,用(简单调用out的)中断控制器确认它`,然后用`iret`返回,跑程序.  
`三个错误`,你要反汇编,`iretd`.有时`dmd`在`32`位上`输出`16位中断码.对`双精`,你要显式写`iretd`.  
你忘记`确认中断`,又要重来.  
`下一步`是告诉处理器中断在`哪里`.`x86架构`内存布局`很怪`,与`8080`兼容,然后不断加新东西.所以不是简单函数指针,分为三部分`低16位,标志`,然后有`32位`,`低8位/高8位`等.  
`三个错误`,是`结构对齐方式`问题,`D`的`align/align(1)`.现在`align(1) struct InterruptLocation`对齐.一个是`字段对齐`,一个是`结构对齐`.  
加载了中断,就该使用硬件了.它是`映射内存`的,只是个`神奇的数组`.  
如在`0xb8000`指定位置写`串`,就看见`字母`了.重载`运算符`不需要`运行时`.编译器只是`重写`为常规函数.  
你可用`内联汇编`,你可写`小插件`函数来生成`汇编`,然后在`高级`层次上`写`他们.你仍然是在写`汇编`.用`D元编程`来写`汇编`.  
`内联汇编`只是让你`无限灵活`之一,`irc`上有人说`想要标签地址`作为变量.但这很丑,你可在`运行时`用`$`取它.你可这样取`裸函数`地址.  
你`传递`闭包给`分配`内存函数时,没有`垃集`,如何`取地址`.你不要管,没有`_d_allocmemory`时,让它成为`链接器错误`.  
用`闭包`最佳方法是写自己的`构或类`,复制你特别需要数据,然后发送`那个小对象`.这样,很清楚`发生什么,想要什么,需要什么`及能够控制所有权,只是没`内置函数`好看.  
继续写`_d_allocmemory`函数并返回块.如何`释放`?则分`闭包`为两个部分`函数+数据`指针.`函数指针`只是`pod`,数据指针可能为`类/构/(指向复制到堆上的)随机栈帧`指针,从`数据`中检查`_d_allocmemory(a)`.我知道`a`来自的堆.如果在`内存节`内,则释放,否则,交给别人处理.  
`_d_string_switch`函数,串上切换,它给你`串针`及`编译时选项`,编译器排序了数组,你可`二分`搜索它.  
`自定义`运行时,可了解`系统`是如何工作的.看到错误时,就知道去哪里找,如`AA`,完全是`可怕`的.一半像普通数组有`typeinfo+指针`,另一半在`object.d`中写啥也没干的`关联数组(构)`.但如果没有后者,又`链接`不过,就会变成未定义`Aya等等`标识符.  
我的`cgi.d`,最下面有`void workAroundLinkerErrors`,然后变成`writeln(typeid())`,来隐藏`AA`复杂性.太难了,太丑了.  
知道`函数名`,可迅速定位,如`gc_malloc`.`置断点,运行程序`一气呵成.然后看见堆栈上有`_d_arrayliteralX`函数,数组字面中`静态数据`导致动态分配?是的.所以,就要小心,要在定义数组时字面`静态`调用它,来摆脱分配.  
对构的`填充字节`,你可用`.offsetof和.sizeof`.你放他们进`串`中然后用`pragma(msg)`,编译器输出`小图`.你可用`pragma(msg)`输出图表,可用`CTFE`串读回它们.  
我告诉`D作者`,`串插件就像汇编`,很易学习.看见`mov EAX, 0`,就是移动至`寄存器`.但如何构建`程序`(`栈帧/算法`)就难了.  
为利用`串插件`,我喜欢编写个`普通旧解析器`,去掉`串`,构建`抽象语法树`,并在其上操作,然后转换回`串`并打印.分解为`令牌,解析,操作,转串`更容易,而不是`直接操作一大段代码串`.虽然代码更多,但`维护性`更好.而不是到处都是`连接(~)运算符`.`~`是邪恶的.生成大量临时对象.不要用它,而是重载`~=`.