Clair.Event_Loop 구현 완료함. ㅋㅋ 현재 손적화 중

나르시 · 2025.11.26 17:46:06

최적화란.. 최씨 무인정권이 적화통일하는 거라는

우스게소리.. 웃기긴 하다.

소스코드는 다음과 같습니다.

.ads 파일은 c언어에 비유하자면 .h 같은 성격의 파일입니다.

외부에 노출되는 API죠.

변수 관련하여 한가지 최적화하고..

구글 제미니, MS 코파일럿에 소스코드 입력하여

조언 받아 인공 최적화하고 있습니다. ㅋㅋㅋ

최상의 결과물이 나오고 있습니다.

0 오버헤드라는 것이 특징입니다.

이벤트 추가 삭제에 O(1) 시간 소요됩니다.

해시맵이나 순서맵 등 맵을 사용하지 않았습니다.

링크드리스트 방식인데 링크가 Idle Source 객체 안에 들어 있습니다.

그 결과 idle 이벤트들을 줄줄히 실행 가능하고 삽입/삭제시 O(1) 시간이 걸립니다.

이론적으로 최상의 속도.

이러한 방식이 해시맵보다 빠릅니다. 해시맵도 이론적으로 O(1)이지만

메모리 소비, 리해싱, 해시 함수 때문에 방금 애기한 침입형 링크드리스트 방식보다는

상대적으로 느립니다.

그러면 등록한 이벤트를 어떻게 찾느냐? 그것은 kqueue 및 epoll이 알아서 해줍니다.

이벤트를 등록할 때 kqueue의 udata (사용자 데이터)에 Source 포인터를 넘깁니다. ㅎㅎ

source 레코드에 ident, event mask, callback, user_data 등이 들어 있지요.

그에 대핸 포인터를 kqueue의 udata로 넘긴거지요.

-- clair-event_loop.ads
-- Copyright (c) 2021-2025 Hodong Kim <hodong@nimfsoft.art>
--
-- Permission to use, copy, modify, and/or distribute this software for any
-- purpose with or without fee is hereby granted.
--
-- THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
-- WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
-- MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR
-- ANY SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
-- WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN
-- ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF
-- OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
--

with Clair.File;
with Interfaces.C;
with System;

package Clair.Event_Loop is
  use type Interfaces.C.int;

  -----------------------------------------------------------------------------
  -- [Time Definitions] 64-bit Milliseconds
  -----------------------------------------------------------------------------
  type Milliseconds is new Interfaces.C.long_long;

  INFINITE  : constant Milliseconds := -1;
  IMMEDIATE : constant Milliseconds :=  0;

  -----------------------------------------------------------------------------
  -- [Handle & Context] Opaque Types
  -----------------------------------------------------------------------------
  type Context is limited private;

  -- 사용자는 Handle이 무엇인지(포인터인지 정수인지) 모릅니다.
  type Handle is private;
  NULL_HANDLE : constant Handle;

  -----------------------------------------------------------------------------
  -- [Callbacks] Type Safety
  -----------------------------------------------------------------------------
  -- 1. I/O 감시용
  type Event_Mask is new Interfaces.C.unsigned;

  EVENT_INPUT   : constant Event_Mask := 16#001#; -- same as EPOLLIN
  EVENT_OUTPUT  : constant Event_Mask := 16#004#; -- same as EPOLLOUT
  EVENT_ERROR   : constant Event_Mask := 16#008#; -- same as EPOLLERR
  EVENT_HANG_UP : constant Event_Mask := 16#010#; -- same as EPOLLHUP

  -- 1. I/O 감시용
  type IO_Callback is access procedure (
    fd        : Clair.File.Descriptor;
    events    : Event_Mask;
    user_data : System.Address
  ) with convention => c;

  -- 2. 타이머용 (자신의 핸들을 받아 삭제 가능)
  type Timer_Callback is access procedure (
    timer     : Handle;
    user_data : System.Address
  ) with convention => c;

  -- 아이들 전용 콜백
  type Idle_Callback is access procedure (
    idle      : Handle;
    user_data : System.Address
  ) with convention => c;

  -- 시그널 콜백
  -- signum: 발생한 시그널 번호 (예: SIGINT=2, SIGTERM=15)
  type Signal_Callback is access procedure (
    signum    : Interfaces.C.int;
    user_data : System.Address
  ) with convention => c;
  -----------------------------------------------------------------------------
  -- [Public API]
  -----------------------------------------------------------------------------
  function  create return Context;
  procedure destroy (self : in out Context);

  procedure run  (self : in out Context);
  procedure stop (self : in out Context);

  -- 루프의 한 사이클을 실행
  -- 이벤트를 확인하고, 준비된 이벤트가 있다면 콜백을 실행한 뒤 복귀합니다.
  -- timeout: 밀리초 단위. 음수면 무한 대기.
  procedure iterate (self    : in out Context;
                     timeout : Milliseconds := INFINITE);


  function add_watch (
    self      : in out Context;
    fd        : Clair.File.Descriptor;
    events    : Event_Mask;
    callback  : IO_Callback;
    user_data : System.Address := System.NULL_ADDRESS
  ) return Handle;

  function add_timer (
    self      : in out Context;
    interval  : Milliseconds;
    callback  : Timer_Callback;
    user_data : System.Address := System.NULL_ADDRESS;
    one_shot  : Boolean := False
  ) return Handle;

  -- Idle 추가: 루프가 돌 때마다 실행됩니다.
  function add_idle (
    self      : in out Context;
    callback  : Idle_Callback;
    user_data : System.Address := System.NULL_ADDRESS
  ) return Handle;

  procedure remove (
    self   : in out Context;
    target : Handle
  );

  procedure modify_watch (
    self   : in out Context;
    watch  : Handle;
    events : Event_Mask
  );


  function add_unix_signal (
    self      : in out Context;
    signum    : Interfaces.C.int;
    callback  : Signal_Callback;
    user_data : System.Address := System.NULL_ADDRESS
  ) return Handle;

private

  -----------------------------------------------------------------------------
  -- [Internal Data Structures] Pointer + RefCount + Variant Record
  -----------------------------------------------------------------------------
  -- 1. 리소스의 종류를 식별하는 열거형
  type Source_Kind is (KIND_WATCH, KIND_TIMER, KIND_IDLE, KIND_SIGNAL);
  type Source; -- Forward declaration
  type Source_Access is access all Source;
  pragma convention (c, Source_Access);

  type Handle is new Source_Access;
  NULL_HANDLE : constant Handle := null;

  -- 2. 가변 레코드 (variant record)
  -- kind(판별자)에 따라 구조가 변합니다.
  type Source (kind : Source_Kind := KIND_WATCH) is record
    -- [공통 필드] 모든 종류가 공유하는 데이터
    ref_count : Integer := 1;     -- 참조 카운트 (0이 되면 free)
    is_closed : Boolean := False; -- 논리적 삭제 여부 (zombie check)
    user_data : System.Address;
    -- [가변 필드] Kind에 따라 달라지는 데이터
    case kind is
      when KIND_WATCH =>
        fd     : Clair.File.Descriptor; -- 파일 디스크립터
        events : Event_Mask;            -- 감시 중인 이벤트 마스크
        io_cb  : IO_Callback;           -- I/O 전용 콜백

      when KIND_TIMER =>
        timer_cb : Timer_Callback;     -- 타이머 전용 콜백
        -----------------------------------------------------------------------
        -- [Platform-Specific Identifier] 플랫폼별 타이머 식별자
        -----------------------------------------------------------------------
        -- 이 필드는 운영체제 커널이 타이머를 구별하고 제어(삭제)하기 위해
        -- 요구하는 고유 값을 저장합니다. OS 구현 방식에 따라 용도가 다릅니다.
        --
        -- 1. Linux (epoll + timerfd):
        --    'timerfd_create'가 반환한 **파일 디스크립터(FD)**를 반드시 저장해야 합니다.
        --    (삭제 시 close(Ident) 호출 필요)
        --
        -- 2. BSD (kqueue):
        --    'kevent' 구조체의 **'ident'** 필드 값을 저장하는 용도입니다.
        --
        --    [구현 노트 - 최적화]
        --    구현 전략에 따라, 별도의 ID를 발급하지 않고 **Source 객체의 메모리 주소(Handle)**
        --    그 자체를 정수로 변환하여 kqueue의 ident로 사용할 수 있습니다.
        --    이 경우, **본 필드(Ident)는 사용되지 않거나(Unused)**,
        --    주소값을 중복 저장하는 용도로 사용될 수 있습니다.
        --
        -- * 타입 선정: 64비트 포인터 주소값 저장을 보장하기 위해 unsigned_long_long 사용.
        -----------------------------------------------------------------------
        ident : Interfaces.C.unsigned_long_long;

      when KIND_IDLE =>
        idle_cb   : Idle_Callback;      -- 아이들 전용 콜백
        idle_next : Handle;
        idle_prev : Handle; -- 삭제 편의를 위해 이중 연결 리스트 추천

      when KIND_SIGNAL =>
        sig_num : Interfaces.C.int;     -- 시그널 번호
        sig_cb  : Signal_Callback;      -- 콜백
        -- [Linux 호환성]
        -- kqueue는 필요 없지만, epoll은 signalfd로 만든 FD를 저장해야 삭제(close) 가능
        sig_fd  : Clair.File.Descriptor := Clair.File.INVALID_DESCRIPTOR; -- -1
    end case;
  end record;


  type Timespec is record
    tv_sec  : Interfaces.C.long;
    tv_nsec : Interfaces.C.long;
  end record;
  pragma convention (c, Timespec);

  type Context is limited record
    fd              : Clair.File.Descriptor;
    is_running      : Boolean  := False;
    -- 캐싱된 타임아웃 (비교용, 64비트 정수)
    cached_timeout  : Milliseconds := INFINITE;
    cached_timespec : Timespec     := (others => 0);
    -- idle 관리
    call_depth      : Natural := 0;
    idle_head       : Handle  := NULL_HANDLE; -- 리스트의 시작
    idle_tail       : Handle  := NULL_HANDLE; -- 리스트의 끝 (빠른 추가용)
    idle_count      : Natural := 0;
  end record;

end Clair.Event_Loop;

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