Refleksi Makro C di Zig

Refleksi Makro C di Zig

• Zig

  • Zig adalah bahasa pemrograman baru yang berfokus pada pemrograman tingkat rendah dan sistem, serta sedang memantapkan posisinya sebagai bahasa yang dapat menggantikan C
  • Saat ini masih dalam pengembangan, tetapi sudah digunakan oleh proyek seperti Bun dan TigerBeetle
  • Salah satu fitur Zig yang paling mengesankan adalah interoperabilitasnya yang sangat baik dengan C

• Memanggil pustaka eksternal

  • Di Zig, pustaka eksternal dapat dipanggil dengan mudah
  • Contoh kode:

    const win = @import("std").os.windows;
    extern "user32" fn MessageBoxA(?win.HWND, [*:0]const u8, [*:0]const u8, u32,) callconv(win.WINAPI) i32;
    pub fn main() !void {
      _ = MessageBoxA(null, "world!", "Hello", 0);
    }
    

• Mengimpor file header C

  • Di Zig, file header C dapat diimpor dan digunakan seperti impor Zig biasa
  • Contoh kode:

    const win32 = @cImport({
      @cInclude("windows.h");
      @cInclude("winuser.h");
    });
    pub fn main() !void {
      _ = win32.MessageBoxA(null, "world!", "Hello", 0);
    }
    

• Pemrograman Windows

  • Aplikasi Windows pada umumnya memiliki fungsi main dan fungsi window procedure
  • Fungsi main menginisialisasi aplikasi dan menjalankan loop yang meneruskan pesan ke window procedure
  • Window procedure menerima dan menangani pesan
  • Contoh kode:

    const std = @import("std");
    const windows = std.os.windows;
    const win32 = @cImport({
      @cInclude("windows.h");
      @cInclude("winuser.h");
    });
    var stdout: std.fs.File.Writer = undefined;
    pub export fn WindowProc(hwnd: win32.HWND, uMsg: c_uint, wParam: win32.WPARAM, lParam: win32.LPARAM) callconv(windows.WINAPI) win32.LRESULT {
      _ = switch (uMsg) {
        win32.WM_CLOSE => win32.DestroyWindow(hwnd),
        win32.WM_DESTROY => win32.PostQuitMessage(0),
        else => {
          stdout.print("Unknown window message: 0x{x:0>4}\n", .{uMsg}) catch undefined;
        },
      };
      return win32.DefWindowProcA(hwnd, uMsg, wParam, lParam);
    }
    pub export fn main(hInstance: win32.HINSTANCE) c_int {
      stdout = std.io.getStdOut().writer();
      var class = std.mem.zeroes(win32.WNDCLASSEXA);
      class.cbSize = @sizeOf(win32.WNDCLASSEXA);
      class.style = win32.CS_VREDRAW | win32.CS_HREDRAW;
      class.hInstance = hInstance;
      class.lpszClassName = "Class";
      class.lpfnWndProc = WindowProc;
      _ = win32.RegisterClassExA(&class);
      const hwnd = win32.CreateWindowExA(win32.WS_EX_CLIENTEDGE, "Class", "Window", win32.WS_OVERLAPPEDWINDOW, win32.CW_USEDEFAULT, win32.CW_USEDEFAULT, win32.CW_USEDEFAULT, win32.CW_USEDEFAULT, null, null, hInstance, null);
      _ = win32.ShowWindow(hwnd, win32.SW_NORMAL);
      _ = win32.UpdateWindow(hwnd);
      var message: win32.MSG = std.mem.zeroes(win32.MSG);
      while (win32.GetMessageA(&message, null, 0, 0) > 0) {
        _ = win32.TranslateMessage(&message);
        _ = win32.DispatchMessageA(&message);
      }
      return 0;
    }
    

• Refleksi

  • Memetakan makro C bisa menjadi pekerjaan yang merepotkan
  • Di Zig, fungsi @typeInfo dapat digunakan untuk menampilkan field dan deklarasi struct
  • Dengan ini, makro C dapat direfleksikan di Zig
  • Contoh kode:

    const window_messages = get_window_messages();
    fn get_window_messages() [65536][:0]const u8 {
      var result: [65536][:0]const u8 = undefined;
      @setEvalBranchQuota(1000000);
      for (@typeInfo(win32).Struct.decls) |field| {
        if (field.name.len >= 3 and std.mem.eql(u8, field.name[0..3], "WM_")) {
          const value = @field(win32, field.name);
          result[value] = field.name;
        }
      }
      return result;
    }
    pub export fn WindowProc(hwnd: win32.HWND, uMsg: c_uint, wParam: win32.WPARAM, lParam: win32.LPARAM) callconv(windows.WINAPI) win32.LRESULT {
      _ = switch (uMsg) {
        win32.WM_CLOSE => win32.DestroyWindow(hwnd),
        win32.WM_DESTROY => win32.PostQuitMessage(0),
        else => {
          stdout.print("{s}: 0x{x:0>4}\n", .{ window_messages[uMsg], uMsg }) catch undefined;
        },
      };
      return win32.DefWindowProcA(hwnd, uMsg, wParam, lParam);
    }
    

• Kesimpulan

  • Zig memungkinkan fungsi-fungsi C dilakukan dengan lebih nyaman menggunakan struktur bahasa pemrograman yang lebih modern
  • Zig menyertakan toolchain kompiler C sehingga dapat memasukkan deklarasi dari file header C dengan mulus
  • Filosofi pragmatis Zig langsung terasa begitu mulai mempelajari bahasanya
  • Desain Zig yang intuitif dan konsisten membantu meningkatkan produktivitas

Ringkasan GN⁺

• Zig adalah bahasa baru yang berfokus pada pemrograman tingkat rendah dan sistem, dengan interoperabilitas yang sangat baik dengan C
• Zig dapat mengimpor dan menggunakan file header C, serta merefleksikan makro C di dalam Zig
• Filosofi pragmatis dan desain Zig yang intuitif sangat membantu dalam mempelajari dan menggunakan bahasa ini
• Zig menyediakan jalur untuk memindahkan codebase C yang sudah ada ke Zig, sehingga mengatasi hambatan adopsi bahasa

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Fitur @cImport akan dihapus

  • Mengimpor file C tetap dimungkinkan, tetapi memerlukan lebih banyak pekerjaan
  • Fitur ini ingin dihapus dari bahasa untuk menghilangkan ketergantungan pada libclang

• Contoh kode:

  const win32 = @cImport({
    @cInclude("windows.h");
    @cInclude("winuser.h");
  });
  
  pub fn main() !void {
    _ = win32.MessageBoxA(null, "world!", "Hello", 0);
  }
  

• Kode yang setara dalam bahasa D:

  import windows, winuser;
  void main() {
    MessageBoxA(null, "world!", "Hello", 0);
  }
  

• Kompiler menangani sisanya

• Ada orang yang meminta sintaks khusus untuk mengimpor file C, tetapi kesederhanaan ini lebih baik

• Saya ingin menyukai Zig, tetapi mengalami beberapa masalah

  • Sebagian besar mungkin karena ini masih belum versi 1.0
  • Misalnya, cara yang direkomendasikan untuk memulai proyek dengan zig init memiliki banyak kode yang tidak perlu
  • Baru-baru ini saya mengetahui bahwa bagian inisialisasi bisa dilewati dengan zig build-exe filename.zig
  • Ada juga banyak masalah integrasi editor
  • Saya memasang ekstensi VSCode, tetapi autocomplete dan sebagainya tidak berfungsi dengan baik
  • Kemungkinan besar ini kesalahan pengguna, jadi saya berencana mencobanya lagi akhir pekan ini

• Preprosesor Clang tidak diimplementasikan sebagai tahap pra-kompilasi yang terpisah

  • Pada dasarnya ini adalah bagian dari lexer
  • Saya rasa gcc juga menggunakan pendekatan yang serupa
  • Mengakses nama makro secara teknis bukanlah hal yang mustahil
  • Ini tidak diimplementasikan karena permintaannya tidak terlalu banyak

• Saya menulis di blog tentang cara melakukan pekerjaan serupa di bahasa D menggunakan ImportC

  • tautan blog

• Sepertinya setiap enum akan menambahkan setidaknya UINT16_MAX*sizeof(intptr_t) byte ke file executable

• Definisi fungsinya terlihat sangat mudah dibaca

  • Saya pernah melihatnya di bahasa lain, tetapi biasanya sangat mengerikan
  • Mungkin Zig layak dipelajari
  • Ini adalah fitur killer

• Saya suka situsnya

  • Zig tampaknya benar-benar sedang mendapatkan popularitas