Einführung in die Systemprogrammierung

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1 Einführung in die Systemprogrammierung Selektortabellen Prof. Dr. Christoph Reichenbach Fachbereich 12 / Institut für Informatik 9. Juli 2015

2 Dynamisches Binden ohne Typhierarchie Virtuelle Methodentabellen setzen hierarchische Struktur voraus: Tier Hund Katze Kuh Pudel Dackel Perser Tiger

3 Dynamisches Binden ohne Typhierarchie Virtuelle Methodentabellen setzen hierarchische Struktur voraus: Tier Hund Katze Kuh Pudel Dackel Perser Tiger Nicht in allen Sprachen gegeben: Python, AttoVM

4 Ohne Hierarchie Beispiel Klassen in AttoVM: class C() { obj tuetwas() { print("c"); } } class D() { obj tuetwas() { print("d"); } } obj a = [C(), D()]; a[0].tuetwas(); a[1].tuetwas(); Klassen C und D nicht verwandt

5 Selektoren Typdeskriptor (Mögliches Layout): Klassenname Tabellengröße getalter funktion tuetwas funktion Hashtabelle Selektor Kodierung von Funktion/Feld Name evtl. Typen evtl. Parameternamen Eintrag Funktionszeiger, oder Index in virt. Methodentabelle, oder Index in Variablentabelle

6 Nachschlagen von Methode/Feld über Selektoren Sprachsemantik definiert: Was ist ein Selektor? Python, AttoVM, Objective C: Name einer Methode/eines Feldes SmallTalk: Name einer Methode plus Namen von explizit benannten Parametern Methodenaufruf: Selektor als Schlüssel in (Hash-)Tabelle nachschlagen Eintrag Bedeutung des Eintrages implementierungsabhängig: Direkter Zeiger auf Funktion, oder Indirekter Index in virtuelle Methodentabelle, oder Komplexe Struktur, z.b. zur dynamischen Typprüfung: korrekte Anzahl der Parameter etc.

7 Beispiel AttoVM: Objekte und Klassen C typedef struct class_struct { symtab_entry_t *id; bitvector_t object_map; unsigned long long table_mask; class_member_t members[]; // (table_mask + 1) Eintraege // Dahinter: // virtuelle Methodentabelle } class_t; id object_map table_mask = 3 members[0] members[1] members[2] members[3] Methode #0 Methode #1 typedef struct object { class_t *classref; object_member_t fields[]; } object_t; classref Feld #0 Feld #1 Feld #2

8 Beispiel AttoVM: Selektortabelle typedef struct { unsigned long long selector_encoding; symtab_entry_t *symbol; // Nur zum Debugging } class_member_t;

9 Beispiel AttoVM: Selektortabelle typedef struct { unsigned long long selector_encoding; symtab_entry_t *symbol; // Nur zum Debugging } class_member_t; 8 Bytes selector_encoding: Index Typ Selektor

10 Beispiel AttoVM: Selektortabelle typedef struct { unsigned long long selector_encoding; symtab_entry_t *symbol; // Nur zum Debugging } class_member_t; 8 Bytes selector_encoding: Index Typ Selektor Index: Für Felder: Nummer des Feldes Für Methoden: Index in virtuelle Methodentabelle Typ: 1 obj-feld (Objekt) 2 int-feld (64-Bit-Ganzzahl) n (n 4): Methode mit n 4 Parametern

11 Beispiel AttoVM: Objekte und Klassen AttoVM class C() { int value = 0; obj name = "foo"; } obj upd(obj n, int v) { name := n; value := v; } id: C object_map = 10 2 table_mask = 3 member[0]: name:obj, index = 1 member[1]: member[2]: upd:methode(2), index = 0 member[3]: value:int, index = 0 Methode upd classref: class C Feld value = 0 Feld name = "foo"

12 Zusammenfassung: Dynamisches Binden ohne Typhierarchie Virtuelle Methodentabellen nur mit hierarchischer Vererbung möglich Alternative: Nachschlagen von Methoden in Tabellen Tabellenschlüssel (Selektor) beinhaltet: Methodenname evtl. Parameter-Informationen Vergleich zu virtuellen Methodentabellen: Benötigt weniger Programmstruktur Benötigt mehr Speicherplatz Langsamer (Hash vs. direktes Nachschlagen)