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c++ - asm.js-如何实现函数指针

coder 2024-02-21 原文

注意:这个问题纯粹是关于asm.js的，而不是关于C++或任何其他编程语言的。

标题已经说过:

如何有效地实现函数指针？

我在网上找不到任何东西，所以我想在这里问。

编辑:
我想在正在使用的编译器中实现虚函数。

在C++中，我将执行以下操作来生成vtable:

#include <iostream>

class Base {
  public:
    virtual void doSomething() = 0;
};

class Derived : public Base {
  public:
    void doSomething() {
        std::cout << "I'm doing something..." << std::endl;
    }
};

int main()
{
    Base* instance = new Derived();
    instance->doSomething();
    return 0;
}

更准确地说；如何在不需要纯JavaScript的情况下在asm.js中生成vtable？
无论如何，我都希望在使用函数指针时使用asm.js的“近本机”功能。

该解决方案可能仅适用于的计算机生成代码。

最佳答案

查看asm.js的工作原理，我认为最好的选择是使用原始CFront编译器使用的方法:将虚拟方法编译为采用this指针的函数，并在通过它之前使用thunk纠正this指针。我将逐步介绍它:

无继承

将方法简化为特殊功能:

void ExampleObject::foo( void );

会变成
void exampleobject_foo( ExampleObject* this );

这对于基于非继承的对象很好。

单继承

我们可以通过一个简单的技巧轻松添加对任意大量单继承的支持:始终将对象始终存储在内存库中:
class A : public B

在内存中将变为:
[[ B ] A ]

越来越近!

多重继承
现在，多重继承使得处理起来更加困难
class A : public B, public C

B和C都不可能在A的开头。他们根本无法共存。有两种选择:
  • 为每个对base的调用存储一个显式偏移量(称为增量)。
  • 不允许通过A到B或C的 call

    • 由于多种原因，第二种选择更为可取。如果您要调用基类成员函数，那么很少需要通过派生类来实现。相反，您可以简单地转到C::conlyfunc，然后可以为您免费调整指针。允许A::conlyfunc会删除编译器本可以使用的重要信息，而几乎没有好处。

    首选使用C++。所有多个继承对象在每次调用基类之前都会调用thunk，这将调整this指针指向其内部的子对象。在一个简单的示例中:
    class ExampleBaseClass
{
    void foo( void );
}

class ExampleDerivedClass : public ExampleBaseClass, private IrrelevantBaseClass
{
    void bar( void );
}

    然后将成为
    void examplebaseclass_foo( ExampleBaseClass* this );
void examplederivedclass_bar( ExampleDerivedClass* this);

void examplederivedclass_thunk_foo( ExampleDerivedClass* this)
{
    examplebaseclass_foo( this + delta );
}

    在许多情况下都可以内联，因此开销不会太大。但是，如果您永远都不能将ExampleBaseClass::foo称为ExampleDerivedClass::foo，则不需要这些重击，因为可以很容易地从调用本身中识别出增量。

    虚拟函数

    虚拟功能增加了一层全新的复杂性。在多重继承的例子中，thunk具有固定的地址可调用；我们只是在调整this之前将其传递给已知函数。对于虚函数，我们正在调用的函数是未知的。我们可能会被在编译时无法得知的派生对象所覆盖，因为它位于另一个翻译单元或库等中。

    这意味着我们需要为每个实际上具有可重写功能的对象提供某种形式的动态分配。许多方法都是可行的，但是C++实现倾向于使用简单的函数指针数组或vtable。对于每个具有虚函数的对象，我们将一个点作为隐藏成员添加到数组中，通常在前面:
    class A
{
hidden:
    void* vtable;
public:
    virtual void foo( void );
}

    我们添加了重定向到vtable的thunk函数
    void a_foo( A* this )
{
    int vindex = 0;
    this->vtable[vindex](this);
}

    然后，用指向我们实际要调用的函数的指针填充vtable:

    vtable [0] =＆A::foo_default; //我们对foo的基类实现

    在派生类中，如果我们想覆盖此虚函数，我们要做的就是在我们自己的对象中更改vtable，以指向新函数，并且它也会在基类中覆盖:
    class B: public A
{
    virtual void foo( void );
}

    然后将在构造函数中执行此操作:
    ((A*)this)->vtable[0] = &B::foo;

    最后，我们支持所有形式的继承!
    几乎。

    虚拟继承
    这个实现有一个最后的警告:如果您继续允许在真正的意思是Base::foo时使用Derived::foo，则会遇到菱形继承(钻石问题):
    class A : public B, public C;
class B : public D;
class C : public D;

A::DFunc(); // Which D?

    当您将基类用作有状态类时，或者放置应具有has-a而不是is-a的函数时，也会发生此问题。通常，这表明需要进行重组。但不总是。

    在C++中，它的解决方案不是很优雅，但是可以起作用:
    class A : public B, public C;
class B : virtual D;
class C : virtual D;

    这要求实现此类类和层次结构的人员提前考虑并有意使它们的类变慢一些，以支持将来可能的用法。但这确实解决了问题。

    我们如何实现该解决方案？
    [ [ D ] [ B ] [ Dptr ] [ C ] [ Dptr ] A ]

    与正常继承中的直接继承不同，我们没有通过虚拟继承直接使用基类，而是通过指针推送了D的所有用法，增加了一个间接性，同时将多个实例化为一个实例。注意，B和C都有自己的指针，它们都指向同一个D。这是因为B和C不知道它们是自由 float 副本还是绑定(bind)在派生对象中。两者都需要使用相同的调用，否则虚拟函数将无法正常工作。

    摘要
  • 在基类
    • 中使用特殊的this参数将方法调用转换为函数调用
  • 在内存中构造对象，因此单继承与无继承没有区别
  • 添加thunk以调整此指针，然后为多个继承调用基类
  • 将vtables添加到具有虚拟方法的类中，并使对方法的所有调用都通过vtable传递给方法(thunk-> vtable-> method)
  • 通过指向基础对象的指针处理虚拟继承，而不是派生对象调用

    • 所有这些在js.asm中都很简单。

    关于c++ - asm.js-如何实现函数指针，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/20681758/

    amp43brcodeprec++vtableasm.js

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