如何在 Squeak FFI 中同时支持 32 位和 64 位目标

Question

我必须处理具有这种定义的外部库struct foo {float *data; size_t len;};

首先我在Squeak中定义了相应的结构

ExternalStructure subclass: #Foo 
    instanceVariableNames: ''
    classVariableNames: ''
    poolDictionaries: ''
    category: 'FFI-Tests'.

那么 Squeak FFI 可以处理不同的指针大小。
我知道我必须通过Foo defineFields 重新生成字段访问权限。 但这是我可以在包加载 postscript 中处理的事情。

不幸的是，Squeak FFI 中没有 size_t 支持。在我想支持的平台上，我知道它将是 uint32_t 和 uint64_t，它们在 Squeak FFI 中分别转换为 unsigned long 和 unsigned long long（从 Squeak 图像大小来看，这些类型是固定大小的）。

那我该怎么办？对 Foo 有两种不同的定义（但我必须使用 foo 复制所有类型，并使用 foo 复制原型的接口）

Foo32 class>fields
    ^#(
        (data 'float*')
        (len 'ulong')
      )


Foo64 class>fields
    ^#(
        (data 'float*')
        (len 'ulonglong')
      )

或者有没有其他解决方案（例如手动定义字段/偏移量/字节大小Smalltalk wordSize=4 ifTrue: [] ifFalse: []）？

Answer 1

从 mt.101 开始，您还可以为原子类型使用轻量级别名，这些别名在 ExternalType class 上作为消息实现，通常在“类型常量”协议中。见source.squeak.org/FFI/FFI-Kernel-mt.101.diff

从 <stddef.h> 和 <stdint.h> 已知的 typedef 已有常见别名，例如 size_t（或 uintptr_t），您可以在外部结构的字段定义和 FFI 调用的参数定义中使用它们。

您的示例现在可以跨平台编写：

Foo class>>fields
    ^ #(
        (data 'float*')
        (len 'size_t')
      )

Answer 2

我无法告诉您如何在 Squeak 中执行此操作，但我可以与您分享我们在使用的 Smalltalk 方言中采用的方法。

1. 每个字段都有共享变量，将字段名称与其在结构中的偏移量相关联
2. 默认情况下，所有此类偏移都适用于 32 位目标平台
3. 使用这些共享变量（而不是文字数字）编写访问器方法
4. 有一个#offsets64 类端方法，可以用 64 位偏移量字典回答
5. 在启动时，如果系统运行 64 位，请使用 #offsets64 字典将共享关联的值替换为 64 位偏移量。这不需要访问器的条件逻辑，也不需要重新编译方法。如果字段的相对位置随平台而变化，它也能很好地工作。

请注意，仅当结构布局取决于位长（并非总是如此）时，才需要执行第 4 步和第 5 步。

如果您的系统支持“本地池字典”，所有这些都可以简化，它是具有类变量范围的池字典。

Answer 3

现在我发现了 How one deals with typedefs in Squeak FFI 报告的别名 (typedef)，我看到了一个解决方案：
定义一个 Size_t 别名

ExternalStructure subclass: #'Size_t'
    instanceVariableNames: ''
    classVariableNames: ''
    poolDictionaries: ''
    category: 'FFI-Tests'

然后定义平台相关字段：

Size_t class>>fields
   ^(Smalltalk wordSize = 4)
       ifTrue: [#( nil 'ulong' )]
       ifFalse: [#( nil 'ulonglong' )]

然后执行Size_t defineFields，现在我有一个 Size_t 类型，我可以在函数原型中使用它并用于组合其他结构。 32 位和 64 位图像的布局会有所不同，但我不必更改客户端代码。

由于受支持的平台之一的 Windows 64 位上的 LLP64，平台特定的“无符号长”会有点问题：

ExternalStructure subclass: #'Unsigned_long'
    instanceVariableNames: ''
    classVariableNames: ''
    poolDictionaries: ''
    category: 'FFI-Tests'

Unsigned_long class>>fields
   ^(Smalltalk wordSize = 4 or: [Smalltalk platformName = 'Win64'])
       ifTrue: [#( nil 'ulong' )]
       ifFalse: [#( nil 'ulonglong' )]

然后我必须在映像启动时检查平台上的更改并重新编译所有 ExternalType。
重新编译必须以正确的顺序执行，再一次，我在 Squeak FFI 中没有看到任何支持，这需要更多的工作......

编辑我已经修改了 Squeak FFI，以便在另一个平台上恢复图像时引入自动重新编译支持，以及嵌套结构的正确初始化顺序。
见http://source.squeak.org/FFI/FFI-Kernel-nice.49.diff