第三届中国 Rust 开发者大会 王俊吉 RustBelt - Rust 的形式化语义模型 Outline Background • RustBelt Project • Rust Types Overview Rust Semantics • Type System • The own Predict • Exclusive Ownership & Mutable Borrow

第三届中国 Rust 开发者大会 安全高效的二进制序列化 Daniel Wang @ NEAR Borsh • 运行、编码效率 • 确定性 • 跨平台兼容性 二进制序列化的问题 Binary Object Representation Serializer for Hashing • 字节级别确定性 • 执行速度快 Borsh • 轻量级 • 每一个对象与其二进制表示之间都存在一个双射映射 borsh 并没有使用 serde • 全部逻辑原生实现 • 序列化、反序列化速度大幅领先其他解决方案 执行速度 执行速度 benchmark 执行速度 benchmark 执行速度 benchmark 执行速度 benchmark • 编译后的体积更小 • borsh 序列化后的二进制更精简 轻量级 序列化结果体积对比 Borsh 基本用法 Case Study NEAR NEAR 智能合约 Case Study Solana 智能合约 Case Study • non self-describing • 保证序列化后的二进制唯一性和确定性 • 主要序列化规则 Borsh 规范 • 整数采用低字节序（ little endian) 存储 • 对于动态长度的集合，先用一个 u32 存储集合 size • 对于原本无序的集合（如 hashmap ），存储时使用

CMake 模块化项目管理指南 彭于斌（ @archibate ） 课件 & 源码： https://github.com/parallel101/course 往期录播： https://space.bilibili.com/263032155 找不到头文 件怎么办呀 CMake Cookbook 小彭老师建议 : ~~-·~·~-·~ -~·-·~·- 第一章：文件 / 目录组织规范 C/C++ 项目，如何优雅地、模块化地组织大量源文件 ？ 推荐的目录组织方式 • 目录组织格式： • 项目名 /include/ 项目名 / 模块名 .h • 项目名 /src/ 模块名 .cpp • CMakeLists.txt 中写： • target_include_directories( 项目名 PUBLIC include) • 源码文件中写： • #include < com/parallel101/course/tree/master/16/00 推荐的目录组织方式 • 头文件（项目名 /include/ 项目名 / 模块名 .h ）中写： • #pragma once • namespace 项目名 { • void 函数名 (); • } • 实现文件（项目名 /src/ 模块名 .cpp ）中写： • #include < 项目名 / 模块名 .h>

表示不下，则自动选择较大的类型 标准化的类型： stdint.h • 而实际上，尽管主流操作系统上 int 都是 32 位的， C 语言标准并没有规定 int 就是 32 位 的。 • int 甚至可以是 16 位的！只不过主流操作系统一致认为是 32 位的而已，并不是标准所保 证的。 • 为了解决不同操作系统上对类型定义混乱的问题， C 语言标准引入了 stdint.h 这个头文件 。 • 他里面包含一系列类型别名 typedef int int32_t; • typedef long long int64_t; • 这样不论操作系统对类型的定义如何混乱，这些标准化的类型都是确定的大小。 • 这就避免了跨平台的麻烦，而且直接他们在类型名字中直接写明了类型的大小，更直观。 标准化的类型： stdint.h • 除了有符号的 int32_t 系列外，也提供了无符号 uint32_t 系列： • typedef unsigned unsigned short uint16_t; • typedef unsigned int uint32_t; • typedef unsigned long long uint64_t; 标准化的类型： stdint.h 类型 大小 是否有符号 int8_t 8 位 有 int16_t 16 位 有 int32_t 32 位 有 int64_t 64 位 有 uint8_t 8 位

项目的构建分为两步： • 第一步是 cmake -B build ，称为配置阶段（ configure ），这时只检测环境并生成构建规则 • 会在 build 目录下生成本地构建系统能识别的项目文件（ Makefile 或是 .sln ） • 第二步是 cmake --build build ，称为构建阶段（ build ），这时才实际调用编译器来编译代码 • 在配置阶段可以通过 -D 设置缓存变量。第二次配置时，之前的 现在只需要写一次 CMakeLists.txt ，他会视不同的操作系统，生成不同构建系统的规则文件。 • 那个和操作系统绑定的构建系统（ make 、 MSBuild ）称为本地构建系统（ native buildsystem ）。 • 负责从 CMakeLists.txt 生成本地构建系统构建规则文件的，称为生成器（ generator ）。 -G 选项：指定要用的生成器 • Linux 启动时会把每个文件都检测一遍， 浪费很多时间。特别是有很多文件，但是实 际需要构建的只有一小部分，从而是 I/O Bound 的时候， Ninja 的速度提升就很明 显。 然而某些专利公司的 CUDA toolkit 在 Windows 上只允许用 MSBuild 构建，不能 用 Ninja （怕不是和 Bill Gates 有什么交 易） 第 1 章：添加源文件 一个 .cpp 源文件用于测试

里直接加你 的 .cu 文件，和 .cpp 一样。 https://www.nvidia.cn/docs/IO/51635/NVIDIA_CUDA_Programming_Guide_1.1_chs.pdf CUDA 编译器兼容 C++17 • CUDA 的语法，基本完全兼容 C++ 。包括 C+ +17 新特性，都可以用。甚至可以把任何一个 C++ 项目的文件后缀名全部改成 .cu ，都能编 CUDA 的一大好处， CUDA 和 C++ 的关 系就像 C++ 和 C 的关系一样，大部分都兼容 ，因此能很方便地重用 C++ 现有的任何代码库 ，引用 C++ 头文件等。 • host 代码和 device 代码写在同一个文件内，这 是 OpenCL 做不到的。 编写一段在 GPU 上运行的代码 • 定义函数 kernel ，前面加上 __global__ 修 饰符，即可让他在 GPU CUDA 编译器。 GCC 编译器相应的私货则 是 __attribute__((“inline”)) 。 • 注意声明为 __inline__ 不一定就保证内联了，如果函数太大编 译器可能会放弃内联化。因此 CUDA 还提供 __forceinline__ 这个关键字来强制一个函数为内联。 GCC 也有相应的 __attribute__((“always_inline”)) 。 • 此外，还有

令解码和指令缓存的压力等原因，出现加速超过 4 倍的情况。 第 1 章：化简 编译器优化：代数化简 编译器优化：常量折叠 编译器优化：举个例子 编译器优化：我毕竟不是万能的 结论：尽量避免代码复杂化，避免使用会造 成 new/delete 的容器。 简单的代码，比什么优化手段都强。 造成 new/delete 的容器：我是说，内存分配在堆上的容器 • 存储在堆上（妨碍优化）： • vector 写，即函数链接表。链接器会查找其他 .o 文件中是否定义了 _Z5otheri 这个符号， 如果定义了则把这个 @PLT 替换为他的地 址。 对 PLT 感兴趣？看 https://www.cnblogs.com/pannengzhi/p/2018-04-09-about-got-plt.html 编译器优化： call 变 jmp 多个函数定义在同一个文件中 如果 _Z5otheri 定义在同一个文件中，编 译器会直接调用，没有 译器会直接调用，没有 @PLT 表示未定义 对象。减轻了链接器的负担。 编译器优化：内联化 只有定义在同一个文件的函数可以被内联 ！否则编译器看不见函数体里的内容怎么 内联呢？ 为了效率我们可以尽量把常用函数定义在 头文件里，然后声明为 static 。这样调用 他们的时候编译器看得到他们的函数体， 从而有机会内联。 内联：当编译器看得到被调用函数（ other ）实现的时候 ，会直接把函数实现贴到调用他的函数（

编译器就可以自动优化为一个空函数。 因此模板元编程对高性能编程很重要。 • 通常来说，模板的内部实现需要被暴露出来，除非使用特殊的手 段，否则，定义和实现都必须放在头文件里。 • 但也正因如此，如果过度使用模板，会导致生成的二进制文件大 小剧增，编译变得很慢等。 boost 编译慢的原因找到了……因为他们用了大量的模板 。 模板的应用：编译期优化案例 • 在右边这个案例中，我们声明了一个 ）的，不能分离声明和定义在另一个文件里。标准库的很多函数如 std::min 也是 constexpr 函数，可以放心大胆在模板尖括号内使用。 模板的难题：移到另一个文件中定义 • 如果我们试着像传统函数那样分离模板函数的声明与实现： • 就会出现 undefined reference 错误： 模板的难题：移到另一个文件中定义（续） • 这是因为编译器对模板的编译是惰性的，即只有当前 .cpp 文件用到了这个模板，该模板 sumto<> 函数的两份声明，从而出错。 • 解决：在看得见 sumto<> 定义的 sumto.cpp 里，增加两个显式编译模板的声明： 一般来说，我会建议模板不要 分离声明和定义，直接写在头 文件里即可。如果分离还要罗 列出所有模板参数的排列组合 ，违背了开 - 闭原则。 模板的惰性：延迟编译 • 要证明模板的惰性，只需看这个例子： • 要是编译器哪怕细看了一眼：字符串怎么可能被写入呢？肯定是会出错的。

a.out 这个文件中，（称为可执行文件）。 • > ./a.out • 之后执行该命令，操作系统会读取刚刚生成的可执行文件，从而执行其中编译成机器码， 调用系统提供的 printf 函数，并在终端显示出 Hello, world 。 厂商 C C++ Fortran GNU gcc g++ gfortran LLVM clang clang++ flang 多文件编译与链接 • 单文件编译虽然方便，但也有如下缺点： 单文件编译虽然方便，但也有如下缺点： 1. 所有的代码都堆在一起，不利于模块化和理解。 2. 工程变大时，编译时间变得很长，改动一个地方就得全部重新编译。 • 因此，我们提出多文件编译的概念，文件之间通过符号声明相互引用。 • > g++ -c hello.cpp -o hello.o • > g++ -c main.cpp -o main.o • 其中使用 -c 选项指定生成临时的对象文件 选项指定生成临时的对象文件 main.o ，之后再根据一系列对象文件进行链接 ，得到最终的 a.out ： • > g++ hello.o main.o -o a.out 为什么需要构建系统（ Makefile ） • 文件越来越多时，一个个调用 g++ 编译链接会变得很麻烦。 • 于是，发明了 make 这个程序，你只需写出不同文件之间的依赖关系，和生成各文件的规则。 • > make a.out •

html 类型擦除利用的是 C++ 模板的惰性实例化， Java 的泛型是做不到滴 • 由于 C++ 模板惰性编译的特性，这个擦除掉的表达式会在你实例化 AnimalWrapper 的时候 自动对 T 进行编译。这意味着如果你给他一个不具有一个名为 speak 成员函数的类（比如这里 的 Phone 类只有 play 函数）就会在实例化的那行出错。 • 注意：这里的 m_inner.speak() speak() 只是一个例子，其实不一定是成员函数，完全可以是 std::sort(m_inner.begin(), m_inner.end()) 之类的任意表达式，只要语义上通过，就可以实例化。 • （把 sort 封装成虚函数，留作回家作业） Zeno 中对 OpenVDB 的类型擦除 • 结合类型擦除技术，自动虚克隆技术。 • VDBGrid 作为所有网格类的基类提供各个 操作做为虚函数， C/C++ 程序中 第一个执行的函数，是程序的入口点。 • 但，他真的是第一个执行的吗？ 全局变量初始化的妙用 • 我们可以定义一个 int 类型全局变量 helper ，然后他的右边其实是可以写一个表达 式的，这个表达式实际上会在 main 函数之 前执行！ • 全局变量的初始化会在 main 之前执行，这实 际上是 C++ 标准的一部分，我们完全可以放 心利用这一点来执行任意表达式。