templates - D 如何允许委托(delegate)作为模板参数？

Question

在 Andrei Alexandrescu 的“The D Programming Language”中，
有一个将委托(delegate)作为模板参数的示例:

T[] find(alias pred, T)(T[] input)
  if(is(typeof(pred(input[0])) == bool))
{
  for(; input.length > 0; input = input[1 .. $]) {
    if (pred(input[0])) break;
  }
  return input;
}

unittest {
  int[] a = [1,2,3,4,-5,3,-4];
  int z = -2;
  auto b = find!(delegate(x) { return x < z; })(a);
  asssert(b == a[4..$]);
}

Alexandrescu 解释说这是可行的，因为委托(delegate)实际上是一个胖指针，由两部分组成:函数指针和指向其堆栈帧的指针(这就是 z 在其主体内可访问的原因)。除了 find 将“pred”作为 TEMPLATE 参数，而不是作为参数。并且模板参数只能是编译时常量。
我确定我们单元测试中匿名委托(delegate)的地址确实是一个编译时常量，但它的栈帧地址肯定不应该是，那么委托(delegate)如何作为模板参数呢？
这里到底发生了什么？

Answer 1

别名参数生成为给定的特定符号定制的新代码，其中包括上下文中的内容。

我们来看看拆解:

0805c850 <_D6test564mainFZv20__T12__dgliteral1TiZ12__dgliteral1MFNbNfiZb>:
805c850:       55                      push   ebp
805c851:       8b ec                   mov    ebp,esp
805c853:       83 ec 04                sub    esp,0x4
805c856:       8b 48 d8                mov    ecx,DWORD PTR [eax-0x28]
805c859:       3b 4d 08                cmp    ecx,DWORD PTR [ebp+0x8]
805c85c:       0f 9f c0                setg   al
805c85f:       0f b6 c0                movzx  eax,al
805c862:       c9                      leave
805c863:       c2 04 00                ret    0x4

这是此处创建的文字委托(delegate)(顺便说一句，没有优化)。有趣的线条是中间的 mov 和 cmp。

请注意，上下文指针被传递给 eax 寄存器中的委托(delegate)。让我们看看它在哪里被调用:

0805c868 <_D6test5632__T4findS18main12__dgliteral1TiZ4findMFNaNbNfAiZAi>:
 // snip a bunch of irrelevant code
805c870:       89 45 fc                mov    DWORD PTR [ebp-0x4],eax
// snip
805c892:       8b 45 fc                mov    eax,DWORD PTR [ebp-0x4]
805c895:       89 95 f8 ff ff ff       mov    DWORD PTR [ebp-0x8],edx
805c89b:       e8 b0 ff ff ff          call   805c850 <_D6test564mainFZv20__T12__dgliteral1TiZ12__dgliteral1MFNbNfiZb>

注意那里的两件事:首先，名称:注意 dgliteral 在那里 - 这是针对这个特定参数的特殊生成的函数!

其次，请注意，在 eax 中传递给该函数的任何内容都会被存储并最终也传递给另一个函数。

让我们再上一次调用堆栈，现在我们在 _Dmain 中出现 find 调用:

 805c7da:       89 e8                   mov    eax,ebp
 805c7dc:       e8 87 00 00 00          call   805c868 <_D6test5632__T4findS18main12__dgliteral1TiZ4findMFNaNbNfAiZAi>

它正在传递基指针!顺便说一句，还记得 0x28 吗？我们也可以在 _Dmain 中看到它，有几行:

 805c7d1:       c7 45 d8 fe ff ff ff    mov    DWORD PTR [ebp-0x28],0xfffffffe

那是 int z = -2;行(-2 在 32 位中表示为 fffffffe)。它像常规局部变量一样存储在堆栈中。

最重要的是，特定的别名参数会生成一个全新的函数，该函数知道所有局部变量的位置。当它被调用时，指向它们的基指针被转发给它，这就是它所需要知道的。

注意顺便说一句，您也可以将局部变量作为别名参数传递并获得类似的代码，它创建了一个直接戳偏移量而不是获取指针的函数。

此外，如果您尝试将运行时委托(delegate)传递给 alias 参数，或者如果您尝试将别名 dg 存储在其他地方，则不会编译。这是一个带有特定案例代码的特殊函数，很多通用委托(delegate)的东西并不适合它。