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我一直很想知道是否可以将 Haskell 的强大功能应用于嵌入式实时世界，并且在谷歌搜索中找到了Atom包。我假设在复杂的情况下，代码可能具有所有经典的 C 错误 - 崩溃、内存损坏等，然后需要追溯到导致它们的原始 Haskell 代码。所以，这是问题的第一部分：“如果你有使用 Atom 的经验，你是如何处理调试编译 C 代码中的低级错误并在 Haskell 原始代码中修复它们的任务的？”

我搜索了更多关于 Atom 的示例，这篇博文提到了生成的 C 代码 22KLOC（显然没有代码：），包含的示例是一个玩具。this和this引用有一些更实用的代码，但这就是结束的地方。我在主题中加上“相当大”的原因是，如果你能分享你在 300KLOC+ 范围内使用生成的 C 代码的经验，我最感兴趣。

由于我是 Haskell 新手，显然由于我未知的未知，我可能没有找到其他方法，因此将非常感谢该领域的任何其他自我教育指针 - 这是问题的第二部分 - “在 Haskell 中进行实时开发的其他一些实用方法（如果）是什么？”。如果多核也在图片中，那是一个额外的加分:-)

（关于为此目的使用 Haskell 本身：从我在这篇博客文章中读到的内容，Haskell 中的垃圾收集和惰性使其在调度方面相当不确定，但可能在两年内发生了一些变化。关于 SO的真实世界 Haskell 编程问题是我能找到的最接近这个主题的）

注意：上面的“实时”会更接近于“硬实时”——我很好奇是否可以确保主任务不执行时的暂停时间低于 0.5 毫秒。

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在 Galois，我们使用 Haskell 做两件事：

  • 软实时（操作系统设备层、网络），其中 1-5 毫秒的响应时间是合理的。GHC 生成快速代码，并为调整垃圾收集器和调度程序以获得正确的时间提供大量支持。
  • 对于真正的实时系统，EDSL 用于为提供更强时序保证的其他语言生成代码。例如 Cryptol、Atom 和 Copilot。

所以要小心区分 EDSL（Copilot 或 Atom）和宿主语言（Haskell）。

关键系统的一些例子，在某些情况下，实时系统，无论是编写的还是从 Haskell 生成的，由 Galois 制作。

EDSL

系统

  • HaLVM——用于嵌入式和移动应用程序的轻量级微内核
  • TSE——跨域（安全级别）网络设备
于 2009-08-12T18:15:26.487 回答
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需要很长时间才能有一个适合小内存的 Haskell 系统，并且可以保证亚毫秒级的暂停时间。Haskell 实现者社区似乎对这种目标不感兴趣。

使用 Haskell 或类似 Haskell 的东西来编译成非常有效的东西是很有趣的；例如，Bluespec编译为硬件。

我认为它不能满足您的需求，但如果您对函数式编程和嵌入式系统感兴趣，您应该了解Erlang。

于 2009-08-12T03:36:35.313 回答
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安德鲁，

是的，通过将生成的代码返回到原始源来调试问题可能很棘手。Atom 提供了一种探测内部表达式的方法，然后由用户决定如何处理这些探测。对于车辆测试，我们构建了一个发射器（在 Atom 中）并通过 CAN 总线将探头输出。然后我们可以捕获这些数据，对其进行格式化，然后使用 GTKWave 等工具在后处理或实时中查看它。对于软件仿真，探针的处理方式不同。不是从 CAN 协议获取探测数据，而是对 C 代码进行挂钩以直接提升探测值。然后在单元测试框架（与 Atom 一起分发）中使用探测值来确定测试是通过还是失败并计算模拟覆盖率。

于 2009-10-17T13:14:17.990 回答
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我不认为 Haskell 或其他垃圾收集语言非常适合硬实时系统，因为 GC 倾向于将它们的运行时摊销为短暂的暂停。

用 Atom 编写并不完全是用 Haskell 编程，因为 Haskell 在这里可以被视为纯粹是您正在编写的实际程序的预处理器。

我认为 Haskell 是一个很棒的预处理器，使用像 Atom 这样的 DSEL 可能是创建大型硬实时系统的好方法，但我不知道 Atom 是否符合要求。如果没有，我很确定有可能（并且我鼓励任何这样做的人！）实现一个 DSEL。

拥有一个非常强大的预处理器（如 Haskell）为一种低级语言打开了一个巨大的机会之窗，可以通过代码生成来实现抽象，当实现为 C 代码文本生成器时，这些抽象要笨拙得多。

于 2009-08-12T12:31:05.410 回答
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我一直在玩弄 Atom。这很酷，但我认为它最适合小型系统。是的，它在卡车和公共汽车上运行并实现现实世界的关键应用程序，但这并不意味着这些应用程序一定很大或很复杂。它确实适用于硬实时应用程序，并且竭尽全力使每次操作都花费完全相同的时间。例如，不是 if/else 语句有条件地执行可能在运行时间上不同的两个代码分支之一，它有一个“mux”语句，它总是在有条件地选择两个计算值之一之前执行两个分支（所以总无论选择哪个值，执行时间都相同）。除了内置类型之外，它没有任何重要的类型系统（类似于 C' s) 通过 Atom monad 传递的 GADT 值强制执行。作者正在开发一个分析输出 C 代码的静态验证工具，它非常酷（它使用 SMT 求解器），但我认为 Atom 将受益于更多的源代码级功能和检查。即使在我的玩具大小的应用程序（LED 手电筒控制器）中，我也犯了一些新手错误，这些包经验丰富的人可能会避免，但这导致了错误的输出代码，我宁愿被编译器捕获而不是通过测试。另一方面，它仍然是 0.1 版。所以毫无疑问，改进即将到来。但我认为 Atom 将受益于更多的源代码级功能和检查。即使在我的玩具大小的应用程序（LED 手电筒控制器）中，我也犯了一些新手错误，这些包经验丰富的人可能会避免，但这导致了错误的输出代码，我宁愿被编译器捕获而不是通过测试。另一方面，它仍然是 0.1 版。所以毫无疑问，改进即将到来。但我认为 Atom 将受益于更多的源代码级功能和检查。即使在我的玩具大小的应用程序（LED 手电筒控制器）中，我也犯了一些新手错误，这些包经验丰富的人可能会避免，但这导致了错误的输出代码，我宁愿被编译器捕获而不是通过测试。另一方面，它仍然是 0.1 版。所以毫无疑问，改进即将到来。

于 2010-01-19T22:48:42.400 回答