Como parte de continuar mi investigación sobre varios aspectos de las macros de procedimiento, quiero compartir un enfoque para expandir sus capacidades. Permítame recordarle que las macros de procedimiento le permiten agregar un elemento de metaprogramación al lenguaje y, por lo tanto, simplificar significativamente las operaciones de rutina, como la serialización o el procesamiento de consultas. En esencia, las macros son complementos de compilación que se compilan antes de construir el bastidor en el que se usan. Tales macros tienen algunos inconvenientes significativos.
- Dificultad para admitir tales macros en el IDE. De hecho, debe enseñar de alguna manera al analizador de código a compilar, cargar y ejecutar estas macros por su cuenta, teniendo en cuenta todas las características. Esta es una tarea muy no trivial.
- Como las macros son autosuficientes y no se conocen entre sí, no hay forma de componer macros, lo que a veces podría ser útil.
En cuanto a la resolución del primer problema, se están realizando experimentos con la compilación de todas las macros de procedimiento en módulos WASM, lo que permitirá en el futuro negarse por completo a compilarlos en la máquina de destino y al mismo tiempo resolver el problema con su soporte en el IDE.
En cuanto al segundo problema, en este artículo solo voy a hablar sobre mi enfoque para resolver este problema. De hecho, necesitamos una macro que pueda usar los atributos para cargar algunas macros adicionales y combinarlas en una tubería. En el caso más simple, simplemente puede imaginar algo como esto:
Supongamos que tenemos una macro TextMessageque muestra rasgos para un tipo dado ToStringy que FromStrusa algún códec como representación textual. Los diferentes tipos de mensajes pueden tener un códec diferente, y su lista completa puede expandirse con el tiempo, y cada códec puede tener su propio conjunto único de atributos.
#[derive(Debug, Serialize, Deserialize, PartialEq, TextMessage)]
#[text_message(codec = "serde_json", params(pretty))]
struct FooMessage {
name: String,
description: String,
value: u64,
}
, . libloading, IDE. , syn quote, , .
WASM , . .
, watt WASM , . watt proc-macro2, . , darling proc-macro2, .
, proc-macro2, WASM
- . , wasmtime, bytecodealliance, , Mozilla, Intel RedHat. wasmtime , , ,
Disclaimer: wasmtime ,
, , . WASM , .
!
, , , WASM , . .
:
pub fn implement_codec(input: TokenStream) -> TokenStream;
, , . TokenStream , :
pub fn implement_codec(input: &str) -> String;
, ,
, :
, , ! WASM , , , , .
, , , . , , , , , . : .
#[no_mangle]
pub unsafe extern "C" fn toy_alloc(size: i32) -> i32 {
let size_bytes: [u8; 4] = size.to_le_bytes();
let mut buf: Vec<u8> = Vec::with_capacity(size as usize + size_bytes.len());
buf.extend(size_bytes.iter());
to_host_ptr(buf)
}
unsafe fn to_host_ptr(mut buf: Vec<u8>) -> i32 {
let ptr = buf.as_mut_ptr();
mem::forget(buf);
ptr as *mut c_void as usize as i32
}
#[no_mangle]
pub unsafe extern "C" fn toy_free(ptr: i32) {
let ptr = ptr as usize as *mut u8;
let mut size_bytes = [0u8; 4];
ptr.copy_to(size_bytes.as_mut_ptr(), 4);
let size = u32::from_le_bytes(size_bytes) as usize;
Vec::from_raw_parts(ptr, size, size);
}
, , wasm_bindgen.
WASM . , .
#[no_mangle]
pub unsafe extern "C" fn implement_codec(
item_ptr: i32,
item_len: i32,
) -> i32 {
let item = str_from_raw_parts(item_ptr, item_len);
let item = TokenStream::from_str(&item).expect("Unable to parse item");
let tokens = codec::implement_codec(item);
let out = tokens.to_string();
to_host_buf(out)
}
pub unsafe fn str_from_raw_parts<'a>(ptr: i32, len: i32) -> &'a str {
let slice = std::slice::from_raw_parts(ptr as *const u8, len as usize);
std::str::from_utf8(slice).unwrap()
}
, WASM .
pub struct WasmMacro {
module: Module,
}
impl WasmMacro {
pub fn from_file(file: impl AsRef<Path>) -> anyhow::Result<Self> {
let store = Store::default();
let module = Module::from_file(&store, file)?;
Ok(Self { module })
}
pub fn proc_macro_derive(
&self,
fun: &str,
item: TokenStream,
) -> anyhow::Result<TokenStream> {
let item = item.to_string();
let instance = Instance::new(&self.module, &[])?;
let proc_macro_attribute_fn = instance
.get_export(fun)
.ok_or_else(|| anyhow!("Unable to find `{}` method in the export table", fun))?
.func()
.ok_or_else(|| anyhow!("export {} is not a function", fun))?
.get2::<i32, i32, i32,>()?;
let item_buf = WasmBuf::from_host_buf(&instance, item);
let (item_ptr, item_len) = item_buf.raw_parts();
let ptr = proc_macro_attribute_fn(item_ptr, item_len).unwrap();
let res = WasmBuf::from_raw_ptr(&instance, ptr);
let res_str = std::str::from_utf8(res.as_ref())?;
TokenStream::from_str(&res_str)
.map_err(|_| anyhow!("Unable to parse token stream"))
}
}
WasmBuf : ,
, toy_alloc.
, .
struct WasmBuf<'a> {
offset: usize,
len: usize,
instance: &'a Instance,
memory: &'a Memory,
}
const WASM_PTR_LEN: usize = 4;
impl<'a> WasmBuf<'a> {
pub fn new(instance: &'a Instance, len: usize) -> Self {
let memory = Self::get_memory(instance);
let offset = Self::toy_alloc(instance, len);
Self {
offset: offset as usize,
len,
instance,
memory,
}
}
pub fn from_host_buf(instance: &'a Instance, bytes: impl AsRef<[u8]>) -> Self {
let bytes = bytes.as_ref();
let len = bytes.len();
let mut wasm_buf = Self::new(instance, len);
wasm_buf.as_mut().copy_from_slice(bytes);
wasm_buf
}
pub fn from_raw_ptr(instance: &'a Instance, offset: i32) -> Self {
let offset = offset as usize;
let memory = Self::get_memory(instance);
let len = unsafe {
let buf = memory.data_unchecked();
let mut len_bytes = [0; WASM_PTR_LEN];
len_bytes.copy_from_slice(&buf[offset..offset + WASM_PTR_LEN]);
u32::from_le_bytes(len_bytes)
};
Self {
offset,
len: len as usize,
memory,
instance,
}
}
pub fn as_ref(&self) -> &[u8] {
unsafe {
let begin = self.offset + WASM_PTR_LEN;
let end = begin + self.len;
&self.memory.data_unchecked()[begin..end]
}
}
pub fn as_mut(&mut self) -> &mut [u8] {
unsafe {
let begin = self.offset + WASM_PTR_LEN;
let end = begin + self.len;
&mut self.memory.data_unchecked_mut()[begin..end]
}
}
}
, .
impl Drop for WasmBuf<'_> {
fn drop(&mut self) {
Self::toy_free(self.instance, self.len);
}
}
,
WASM , .
#[proc_macro_derive(TextMessage, attributes(text_message))]
pub fn text_message(input: TokenStream) -> TokenStream {
let input: DeriveInput = parse_macro_input!(input);
let attrs = TextMessageAttrs::from_raw(&input.attrs)
.expect("Unable to parse text message attributes.");
let codec_dir = Path::new(&std::env::var("CARGO_MANIFEST_DIR")
.unwrap())
.join("codecs");
let plugin_name = format!("{}_text_codec.wasm", attrs.codec);
let codec_path = codec_dir.join(plugin_name);
let wasm_macro = WasmMacro::from_file(codec_path)
.expect("Unable to load wasm module");
wasm_macro
.proc_macro_derive(
"implement_codec",
input.into_token_stream().into(),
)
.expect("Unable to apply proc_macro_attribute")
}
. , WASM , .
#[derive(Debug, Serialize, Deserialize, PartialEq, TextMessage)]
#[text_message(codec = "serde_json", params(pretty))]
struct FooMessage {
name: String,
description: String,
value: u64,
}
fn main() {
let msg = FooMessage {
name: "Linus Torvalds".to_owned(),
description: "The Linux founder.".to_owned(),
value: 1,
};
let text = msg.to_string();
println!("{}", text);
let msg2 = text.parse().unwrap();
assert_eq!(msg, msg2);
}
Si bien esto es más como un carrito de una barra de pan, por otro lado, es una pequeña pero maravillosa demostración del principio en sí. Tales macros se abren a la expansión. Ya no necesitamos reescribir la macro de procedimiento original para cambiar o expandir su comportamiento. Y si utiliza el registro de módulos para WASM, puede distribuir módulos como cajas de carga.