从零开始用汇编语言编写GUI程序
2025-09-16
本文讲述了作者如何通过编写一个简单的GUI程序来学习x86-64汇编语言。作者从一个简单的退出程序开始，逐步讲解了系统调用、栈操作、X11协议等知识，最终实现了在不到1KB的二进制文件中创建一个显示“Hello, world!”的窗口。文章深入浅出，适合有一定编程基础的读者学习。
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本文讲述了作者如何通过编写一个简单的GUI程序来学习x86-64汇编语言。作者从一个简单的退出程序开始，逐步讲解了系统调用、栈操作、X11协议等知识，最终实现了在不到1KB的二进制文件中创建一个显示“Hello, world!”的窗口。文章深入浅出，适合有一定编程基础的读者学习。
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作者在开发一个 C 语言编写的 Torrent 应用程序时，遇到了调试构建启动速度过慢的问题（20-30 秒）。这主要是因为程序启动时需要逐块验证下载文件的 SHA1 哈希值，而调试模式下的 Address Sanitizer 会显著降低 SHA1 计算速度。文章尝试了多种优化方法，包括使用 SIMD 指令和 CPU 的专用 SHA 加速硬件。最终，通过使用 Intel SHA 扩展指令集，将启动时间缩短到 866.9 毫秒，实现了 100 倍的性能提升。这篇文章详细介绍了各种优化方案的实现细节和性能对比，并探讨了编译器优化和磁盘 I/O 的影响。
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本文探讨了跨平台C语言编程中定时器API的困境。作者发现，不同Unix系统（包括Linux、FreeBSD、NetBSD等）对定时器的处理方式差异巨大，POSIX提供的timer_create方法因其基于信号机制而存在诸多问题，例如与其他操作系统原语的互操作性差、信号掩码的影响等。文章深入分析了timerfd_create、kqueue、port_create以及io_uring等不同方案的优缺点，并最终指出，对于跨平台应用，在用户空间实现定时器，例如libuv的做法，是更有效率和可靠的方案，它使用最小堆数据结构管理定时器，并通过poll/epoll/kqueue等系统调用实现多路复用。
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本文探讨了在Rust中使用类似`defer`机制的必要性，尤其是在与C语言进行FFI（外部函数接口）交互时。作者通过一个分配和释放内存的示例，演示了直接使用`libc::free`释放Rust分配的内存会导致未定义行为。文章分析了`Vec`的内存管理细节，指出直接使用`free`释放`Vec`指针的风险。作者尝试了多种解决方案，包括使用`Box::from_raw`、自定义`OwningArrayC`结构体以及`scopeguard`库提供的`defer!`宏，但都遇到了各种问题，例如与借用检查器冲突。最终，作者提出Rust需要内置`defer`机制或改进借用检查器，以简化FFI编程并提高安全性。
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本文介绍了一种更安全的Arena分配器，通过在分配的内存区域前后添加保护页来防止越界访问。Arena分配器将具有相同生命周期的多个分配分组到一个批次中，一次性分配和释放，从而简化代码并提高性能。然而，标准的Arena分配器容易出现越界写入错误，导致难以调试的问题。本文提出的解决方案是在Arena创建时，在实际分配的内存前后添加保护页，并将这些页面标记为不可读写，任何访问都会触发SIGSEGV信号，从而更容易诊断越界访问错误。文章还讨论了其他安全措施，例如每个类型一个bucket的分配策略以及更严格的单页分配方法。
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作者回顾了一个C++项目到Rust的增量式重写过程，总结了Rust的优势和遇到的挑战。优势包括简化代码、提升性能、更容易发现代码bug、方便的跨平台编译和内置测试框架。劣势主要集中在与C/C++交互时，`unsafe`代码块易引入未定义行为，Miri和Valgrind的局限性，内存泄漏问题，跨平台编译和Cbindgen工具的不足，不稳定的ABI，缺少自定义内存分配器的支持，以及Rust本身和FFI相关的复杂性。作者认为Rust在纯Rust项目中表现出色，但在与C/C++交互时仍存在很多问题，并表示未来可能会考虑使用Zig进行类似的重写工作。
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本文介绍了如何使用 Odin 编程语言和 X11 协议从零开始编写一个类似于扫雷的游戏。文章详细讲解了连接 X 服务器、创建窗口、加载资源、处理键盘和鼠标事件以及实现游戏逻辑的步骤，并提供了完整的代码示例。作者强调了这种方法的优势在于应用程序体积小巧、独立性强，可以在任何 Unix 系统上运行。
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