Батут (компьютерный) - Trampoline (computing)

В компьютерное программирование, слово батут имеет ряд значений и обычно ассоциируется с переходами (т. е. переходом на разные пути кода).

Низкоуровневое программирование

Батуты (иногда называемые непрямой прыжок векторы) - это ячейки памяти, содержащие адреса, указывающие на прерывать процедуры обслуживания, Ввод / вывод упражнения и т. д. При выполнении прыжка на батуте, а затем сразу же выпрыгивает или подпрыгивает, отсюда и термин батут. У них много применений:

  • Батут можно использовать для преодоления ограничений, налагаемых центральное процессорное устройство (CPU) архитектура, которая предполагает всегда находить векторы в фиксированных местах.
  • Когда Операционная система загружается на симметричная многопроцессорная обработка (SMP), активным будет только один процессор - процессор начальной загрузки. После того, как операционная система настроит себя, она проинструктирует другие процессоры перейти к фрагменту кода-трамплина, который инициализирует процессоры и дождется, пока операционная система начнет планировать потоки на них.

Программирование высокого уровня

  • Используется в некоторых Лисп реализации, батут - это цикл, который итеративно вызывает thunk -возвратные функции (стиль передачи ). Одного батута достаточно, чтобы выразить все передачи управления программой; программа, выраженная таким образом, является прыжком на батуте или в батутный стиль; преобразование программы в стиль прыжков на батуте - это прыжок на батуте. Программисты могут использовать функции-батуты для реализации хвостовая рекурсивная функция звонит в стек-ориентированные языки программирования.[1]

Продолжение прохождения стиля является популярным промежуточным форматом для компиляторов функциональных языков, потому что многие конструкции потока управления могут быть элегантно выражены, а оптимизация хвостовых вызовов проста. При компиляции на язык без оптимизированных хвостовых вызовов можно избежать роста стека с помощью техники, называемой trampolining. Идея состоит в том, чтобы не сделать последний вызов продолжения внутри функции, а выйти и вернуть продолжение в трамплин. Этот батут - это просто цикл, который вызывает возвращенные продолжения. Следовательно, нет вложенных вызовов функций и стек не будет расти.[2]

  • В Ява, батут относится к использованию отражение избегать использования внутренние классы, например, в слушателях событий. Накладные расходы времени на вызов отражения заменяются накладными расходами пространства внутреннего класса. Батуты в Java обычно включают создание GenericListener передать события внешнему классу.[3]
  • При взаимодействии частей кода с несовместимым соглашения о вызовах, батут используется для преобразования соглашения вызывающего абонента в соглашение вызываемого.
    • В встроенные системы, батуты - это короткие фрагменты кода, запускающие другие фрагменты кода. Например, вместо того, чтобы писать обработчики прерываний полностью на языке ассемблера, другой вариант - писать обработчики прерываний в основном на языке C и использовать короткий трамплин для преобразования соглашения о вызовах прерываний на языке ассемблера в соглашение о вызовах C.[4]
    • При прохождении Перезвоните в систему, которая ожидает вызвать C функция, но нужно, чтобы она выполняла метод конкретного экземпляра класса, написанного в C ++, используется короткий батут для преобразования соглашения о вызове функций C в соглашение о вызове методов C ++. Один из способов написать такой батут - использовать thunk.[5] Другой метод - использовать общий слушатель.[3]
  • В Цель-C, батут - это объект, возвращаемый методом, который захватывает и овеществляет все сообщения, отправленные ему, а затем "переадресовывают" эти сообщения другому объекту, например, в обмен сообщениями высшего порядка.[6]
  • в GCC компилятор, батут относится к технике реализации указателей на вложенные функции.[7] Батут - это небольшой фрагмент кода, который создается в стеке на лету, когда берется адрес вложенной функции. Батут устанавливает статический указатель ссылки, который позволяет вложенной функции получать доступ к локальным переменным включающей функции. Тогда указатель на функцию - это просто адрес батута. Это позволяет избежать использования указатели на "жирные" функции для вложенных функций, которые несут как кодовый адрес, так и статическую ссылку.[8][9][10] Однако это противоречит тенденции сделать стек неисполняемым, хотя и по соображениям безопасности.
  • в эзотерический язык программирования Befunge, батут - это инструкция пропустить следующую ячейку в поток управления.

Неисполняемые стеки

Некоторые реализации батутов вызывают потерю стеки без выполнения (Стек NX). в Коллекция компиляторов GNU (GCC), в частности, вложенная функция строит трамплин в стеке во время выполнения, а затем вызывает вложенную функцию через данные в стеке. Батут требует, чтобы стек был исполняемым.

Стеки без выполнения и вложенные функции являются взаимоисключающими в GCC. Если вложенная функция используется при разработке программы, стек NX автоматически теряется. GCC предлагает -W батуты предупреждение, чтобы предупредить о состоянии.

Программное обеспечение, разработанное с использованием безопасный жизненный цикл разработки часто не позволяют использовать вложенные функции из-за потери стеков NX.[11]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Бейкер, Генри Г. (Сентябрь 1995 г.). "Минусы не должны ПРОТИВ его аргументов, Часть II: Чейни о M.T.A." Уведомления ACM SIGPLAN. 30 (9): 17–20. Дои:10.1145/214448.214454. Архивировано из оригинал на 11.11.2016.
  2. ^ Асинхронное программирование и стиль передачи продолжения в JavaScript - 2ality
  3. ^ а б Мюллер, Ганс (31 января 2005 г.). «Утверждение контроля над графическим интерфейсом: команды, значения по умолчанию и пакеты ресурсов». today.java.net. Батуты. Получено 2015-11-06. [1]
  4. ^ Стангвик, Эйнар Отто (16 августа 2006 г.). «Преобразование в Win32 с C ++». Архивировано из оригинал на 2012-10-15.
  5. ^ Вейхер, Марсель (2004). «Сообщения высшего порядка (HOM)» (PDF). В архиве (PDF) из оригинала на 2018-05-27. Получено 2018-05-26.
  6. ^ fuz (18.11.2011). «Реализация вложенных функций». Переполнение стека. В архиве из оригинала от 29.03.2016. Получено 2018-05-26.
  7. ^ «Батуты для вложенных функций». Использование коллекции компиляторов GNU (GCC). 2018 [2002]. 18.11. В архиве из оригинала на 2018-05-27. Получено 2018-05-26.
  8. ^ «Вложенные функции». Использование коллекции компиляторов GNU (GCC). 2018 [2002]. 6.4. В архиве из оригинала на 2018-05-27. Получено 2018-05-26.
  9. ^ Бруэль, Томас М. (2013). «Лексические замыкания для C ++» (PDF). В архиве (PDF) из оригинала 12.12.2017. Получено 2018-05-26.
  10. ^ Уолтон, Джеффри; Манико, Джим; Уолл, Кевин (2018-03-02) [2013]. «Укрепление инструментальной цепочки на основе C». Открытый проект безопасности веб-приложений (OWASP). В архиве из оригинала на 2018-05-27. Получено 2018-03-02.