clingrootsys原理剖析(2):the pme

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动态语言中的动态类型语言

一般会误以为动态语言就是解释语言。因为解释系统能动态执行代码也往往意味着其被归为动态语言。但实际上动态语言现在最常见的技术形式反而是一种称为“动态类型的动态语言”,它往往依赖前端而不是后端。这造成的结果是:静态语言系统和经典的编译->运行系统也能产生“动态语言”。
比如在编译器实现中,实际上类型系统可以提出元类型,封装有类型的基本信息,然后喂给后端的是元类型/对象产生的子类型/子对象树的形式就可以 – 一个较原来复杂一点的数据结构,然后其它过程保持不变喂给后端。运行期的类型信息照样在运行期可保留甚至动态演变。这难道不是动态语言吗?
(这种逻辑也可以工作在库级和工具链级,即语言系统实现的外部,比如pme,它的实现只要binding就可以了—而binding实际上是另一种编译器意义上的前端翻译,就行了,而执行时是现成的,比如qtmoc为qtcpp源码模式生成的字典,这就是为什么binding也能生成一种动态语言系统,后端执行时可以是静态的,但主要喂给它的是如PEM这样的业已包含类型系统–元类型系统,会将类型系统保持到运行期就可以了)
你可能会为编译过程的这些种种感到迷惑,但实际上这里面所有的技术,跟传统静态编译语言系统 – 你学到的最简单的编译原理实现,是一个外观的。而编译前端,解释前端,binding,这三个词都包含了转译。目标码可以是平台码也可以是中间码,供运行。所有这些,都不能改变所有用编译原理实现的语言系统共享同样的产品外观(都有该有的部分,只是呈现出了不同的形式)。回到系列文章第一篇的文头那些话,用这些通读所有复杂语言系统的定性你才能不致迷糊。

Pme为静态语言模拟了动态语言特征

Pme, poperty,method,event,是对反射机制的一种实现,加了反射机制实际上在静态类型之上加了一门新的语言,和库级运行时,可在运行时查询到整个活动对象树,及每个类的场景图,成员属性。PME是组件的一种通用实现方式。
而且,这种兼具object io特性的pme机制,可为运行时通过外在的编辑器改变objectlvl的程序逻辑提供了可能。借助PME组件的并持久化将成员属性什么的持久到XML等载体。下一次需要时又可加载进来(仅限代码中的成员数据)。
而只有在cling/rootsys这种大环境中,pme与JIT合作,这种动态性才得到最佳发挥,DLL加载终于通过JIT,变成了语言系统的功能。而不再停留在作为操作系统的一种机制,而pme模块可以动态加载,这在开发上体现为,pme DLL体内的逻辑是固定的。可改变的程序逻辑是DLL外的那部分。那个定制脚本部分和你的APP逻辑部分,可以是JIT CPP源码(这里除了PME支持的代码中的成员数据外,整个代码都可持久,The interpreted and JITted C++ shares the same virtual memory space as the app itsel。)。有没有感觉有脚本的样子?直到这里,cling/rootsys开始有了同时能模拟了脚本语言式的解释效果和动态加载效果,可谓叹绝。

Cling/rootsys中的pme字典生成

如果说cling call into raw dll靠的是符号,受JIT和操作系统DLL机制支持,而call into PME模块靠字典信息非符号,动态加载pme组件和发现组件里的OBJ树需要PME支持,因此需要自实现。这是为何呢
这实际上最重要的还是因为jit call into native libs只是使符合变得可见而已。而加载DLL中的资源,是普通的native langsys的功能,于是作为仅仅是执行引擎向OS的传手,llvm也可以而已。但其rootsys libs的pme是库级的,cling代码可以直接call into native libs,但不能call into rootsys libs,因为它们是有pme dicts as bindings的(不能直接通过加载的方式使其为cling可见必须通过对cling的封装变成rootcling才可以)。因此,cling除了jit,和pme,还需要一个手动或自动添加字典binding信息使pme module和普通raw c dll(那种业已解析为简单符号可直接加载的模块)变得一样。的方式,比如一个手动/自动DICT生成器。生成到raw cpp code传给LLVM后端。
带着这些观点,继续来看看cling/rootsys中的对应物,即其对pme模块的支持-aclic。
ACliC只是将pme模块形成加了pme字典的dll的工具。cling is faster building compiled code, but ACLiC can reuse it. Clin*生jit码是高速编译器产生的类解释器效果,而aclic可以在库级反射层面利用它。前面提过,将raw cpp改造成类似qtcpp的新语言系统,所有模块必须经过字典封装,这个过程也称binding。Rootsys即是这样的一门新语言系统。
在实现上,aliac是以patch cling的方式加上去到rootcling的。因此.L ++的方式产生so文件,只用于为pme模块产生dict 模块并链接好。

附:对于qtcling,有mocng,是基于clang的qt moc.exe重实现,这也可以作为cling的patch组件,类似aliac的方式加到qtcling,使之具备发现源码中有pme逻辑即自动生成dict模块的功能,to give it the ability to produce “automic dict generator for qt extending cpp syntaxs” 来完成对整个qt libs的从源码级的重新编译封装,最终完成整个qtcling语言系统的构建。


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