Question

玩过循环，分支，表格以及所有那些不错的操作符后，我几乎开始觉得语言足以创造有用的东西，但有一些我仍然不理解的逻辑。请耐心等待，因为它会有点长。

问题：有人可以解释翻译代码的工作原理吗？我在下面进一步提出具体问题。

首先，这里是我一直在转换的一些简单的c ++代码：

class FirstClass {
  int prop1 = 111;
  int prop2 = 222;
  int prop3 = 333;

  public:
  FirstClass(int param1, int param2) {
    prop1 += param1 + param2;  

  }
};

class SecondClass {
  public:
  SecondClass() {

  }
};

int main() {
  FirstClass firstClass1(10, 5);
  FirstClass firstClass2(30, 15);
  FirstClass firstClass3(2, 4);
  FirstClass firstClass4(2, 4);
}

转化为：

(module
  (table 0 anyfunc)
  (memory $0 1)
  (export "memory" (memory $0))
  (export "main" (func $main))
  (func $main (result i32)
    (local $0 i32)
    (i32.store offset=4
      (i32.const 0)
      (tee_local $0
        (i32.sub
          (i32.load offset=4
            (i32.const 0)
          )
          (i32.const 64)
        )
      )
    )
    (drop
      (call $_ZN10FirstClassC2Eii
        (i32.add
          (get_local $0)
          (i32.const 48)
        )
        (i32.const 10)
        (i32.const 5)
      )
    )
    (drop
      (call $_ZN10FirstClassC2Eii
        (i32.add
          (get_local $0)
          (i32.const 32)
        )
        (i32.const 30)
        (i32.const 15)
      )
    )
    (drop
      (call $_ZN10FirstClassC2Eii
        (i32.add
          (get_local $0)
          (i32.const 16)
        )
        (i32.const 2)
        (i32.const 4)
      )
    )
    (drop
      (call $_ZN10FirstClassC2Eii
        (get_local $0)
        (i32.const 2)
        (i32.const 4)
      )
    )
    (i32.store offset=4
      (i32.const 0)
      (i32.add
        (get_local $0)
        (i32.const 64)
      )
    )
    (i32.const 0)
  )
  (func $_ZN10FirstClassC2Eii (param $0 i32) (param $1 i32) (param $2 i32) (result i32)
    (i32.store offset=8
      (get_local $0)
      (i32.const 222)
    )
    (i32.store offset=4
      (get_local $0)
      (i32.const 222)
    )
    (i32.store
      (get_local $0)
      (i32.add
        (i32.add
          (get_local $1)
          (get_local $2)
        )
        (i32.const 111)
      )
    )
    (get_local $0)
  )
)

所以现在我对这里的实际情况有一些疑问。虽然我认为我理解其中的大部分内容，但仍然存在一些我不确定的事情：

例如，请参阅构造函数及其签名：

(func $_ZN10FirstClassC2Eii (param $0 i32) (param $1 i32) (param $2 i32) (result i32)

它有以下参数：(param $0 i32)我假设它是在main函数中定义的一些局部。让我们说一些记忆。但是，我们知道main函数中有4个实例，这意味着所有这些实例都保存在同一(local $0 i32)内，但偏移量不同，我是对还是错了？

接下来让我们看看对构造函数的调用：

(drop
  (call $_ZN10FirstClassC2Eii
    (i32.add
      (get_local $0)
      (i32.const 32)
    )
    (i32.const 30)
    (i32.const 15)
  )
)

我们调用构造函数并传入3个参数。虽然增加了什么呢？我们在当地增加空间吗？仔细观察它，对于每个构造函数调用，这个数字减少16（我从上到下读取代码），这大约是一个单词的大小。我不知道这意味着什么。

最后我们有：

(i32.store offset=4
  (i32.const 0)
  (tee_local $0
    (i32.sub
      (i32.load offset=4
        (i32.const 0)
      )
      (i32.const 64)
    )
  )
)

什么是均匀加载以及为什么减法？我的意思是它设置一个本地并返回它，以便我们可以将它存储在偏移4的线性内存中？相对于什么偏移4？

Answer 1

您注意到很多内容是在C ++中某些编译器IR 转换。由于您使用的工具基于LLVM，我建议您查看LLVM的IR，如果您想要进行探索。 Here's your example, also unoptimized, in LLVM IR。这很有趣，因为WebAssembly发生在此LLVM IR之后，因此您可以从C ++中看到部分转换。也许我们可以理解它！

与C ++中的所有非静态函数类成员一样，构造函数具有隐式*this参数。这就是第零个参数。为什么是i32？因为WebAssembly中的所有指针都是i32。

在LLVM IR中，这是：

define linkonce_odr void @FirstClass::FirstClass(int, int)(%class.FirstClass*, i32, i32) unnamed_addr #2 comdat align 2 !dbg !29 {

其中%class.FirstClass*是*this指针。稍后，当降级到WebAssembly时，它将变为i32。

对于您的以下问题...调用构造函数时添加了什么？我们必须创建*this，然后在堆栈上分配它们。 LLVM因此执行这些分配：

  %1 = alloca %class.FirstClass, align 4
  %2 = alloca %class.FirstClass, align 4
  %3 = alloca %class.FirstClass, align 4
  %4 = alloca %class.FirstClass, align 4

因此，它的堆栈概念包含四个FirstClass类型的变量。当我们降低到WebAssembly时，堆栈必须到达某个地方。 C ++堆栈可以在WebAssembly中有3个位置：

在执行堆栈上（每个操作码推送并弹出值，因此add弹出2然后按1）。
作为当地人。
在Memory。

请注意，您不能取地址1.和2.构造函数将*this传递给函数，因此编译器必须将该值放在{{1}上}。 Memory中的堆栈在哪里？ Emscripten为您照顾它！它决定将内存堆栈指针存储在地址4，因此Memory。然后来自LLVM的四个(i32.load offset=4 (i32.const 0))位于该地址的偏移处，因此alloca将获取堆栈位置（我们在本地(i32.add (get_local $0) (i32.const 48))中加载）并获得其偏移量。这是$0的价值。

请注意，优化后，绝大多数C ++ on-stack变量都不会在内存中结束！大多数将被推送/弹出，或存储在WebAssembly本地（其中有无穷大）。这类似于其他ISA，如x86或ARM：将locals放入寄存器更好，但这些ISA只有少数几种。因为WebAssembly是虚拟ISA ，所以我们可以提供无限的本地化，因此LLVM / Emscripten必须实现到内存中的堆栈要小得多。它们必须实现的唯一时间是它们的地址，或者它们是通过引用传递（实际上是一个指针），或者一个函数有多个返回值（WebAssembly将来可能会支持）。

您拥有的最后一段代码：

加载内存堆栈指针。
从中减去64。
存储堆栈指针。

这是你的功能序幕。如果你查看函数的最后一部分，你会找到匹配的结尾，它会向指针添加64。这为四个*this腾出了空间。它是（非官方）WebAssembly ABI的一部分，每个函数负责在内存中为其变量增加和缩小堆栈。

为什么是64？那是4 x 16，这对于那四个alloca个实例来说就足够了：它们每个都有3个FirstClass，在存储时每个都被四舍五入到16个字节，用于对齐。在C ++中尝试i32（它是12），然后尝试分配它们的数组（它们每个都填充4个字节，因此每个条目都是对齐的）。这只是C ++常用实现的一部分，与LLVM或WebAssembly无关。

理解类结构和构造函数调用

1 个答案: