如何用Nim在栈上开发？

Question

我想在软实时上下文中使用 Nim，其中内存分配和垃圾收集都表现出过多的延迟。因此，手动内存管理是可取的——或者更好的是，专门从堆栈内存中工作。

我可以使用 Nim 的哪个子集来实现仅堆栈内存分配？我猜我可以通过缓存的 C 代码中缺少 memset 或 memcpy 来判断它是否有效。

Answer 1

如果您真的不想进行垃圾回收，您需要使用 --gc 和 none 参数，如 Nim Compiler User Guide 中所述。 none 参数禁用垃圾收集器，让您自行处理。这通常意味着任何字符串操作都会产生警告，因为尽管分配了内存，但以后没有人释放它：

proc main() =
  let x = 5
  echo "Hello " & $x & " there"

main()

如果您使用 nim c --gc:none -r test.nim 编译这个小测试，您将收到 gc 警告：

test.nim(3, 19) Warning: '$ x' uses GC'ed memory [GcMem]
test.nim(3, 22) Warning: '&("Hello ", $ x, " there")' uses GC'ed memory [GcMem]

这可以帮助您了解 Nim 的哪些部分安全可以直接或间接地在 GC-less 环境中使用。但是请注意，某些操作可以移动到编译阶段。因此，以下生成相同输出的示例在没有 GC 的情况下可以安全使用，因为所有 const 表达式都是由生成的 C 代码静态分配的：

proc main() =
  const x = 5
  echo "Hello " & $x & " there"

main()

在 nimcache 目录中查看，您会发现源代码包含类似于以下的行：

  STRING_LITERAL(TM_ipcYmBC9bj9a1BW35ABoB1Kw_2, "Hello 5 there", 13);

仍然请注意，在上述文档中有一个 link 到 Nim's Garbage Collector 文档，其中包含一个非常具体的 Realtime support 部分，可能如果它提供的妥协满足您的要求，可能会有所帮助，并可能避免您手动处理内存的痛苦。

Answer 2

目前，字符串和 seq 类型都需要 GC 才能正常工作，即使它们具有值类型语义。然而，这计划要改变。我只是不能告诉你这是什么时候。如果没有这两种类型，Nim 就不是您真正想要使用的语言。除此之外，类型与 C++ 非常相似。因此，如果您不使用 ref 类型，则不会为 GC 进一步分配。

Answer 3

不是 Nim 的细节，也不是 GC 的细节，我也不会在这里提供合理的答案，而是提供与语言无关的编程建议。

Android 上的堆栈限制为 MiB 或 24KiB。您可以通过左右调整清单使其达到 8MiB。

如果您没有 OS，在实模式和非虚拟化内存中 space，也许您将拥有无限堆栈。

但是大多数现实世界的应用程序都必须使用分配器。在堆上保留一块内存，并保留一个您可以手动 increment/decrement 的自定义 "stack pointer"，相比之下通常让编译器执行它。

这带来了 2 个优势：与调用堆栈和块作用域分离。和无限内存。

限制：linux 您的页面将按需填零。内核懒惰地提供页面，所以你会在关键时候遇到卡顿。为避免这种情况，请准备一次扫描，在整个 space 上写入 0xff。这将具有与其他进程非常不合作的缺点，并可能破坏文件系统缓存。但对于通常被用户接受的实时应用程序。

How to develop on the stack with Nim?