Haskell中的系统编程？

Question

是否有可能在Haskell等函数式语言中变得非常低级？ （如制作内核或设备驱动程序）。功能特性（如monad）在那里会快速高效吗？

Answer 1

Haskell本身并没有做任何事情来启用系统级编码。通过外部函数接口（FFI），可以调用C/assembly例程，但在这里你只是将问题外包给另一种语言。

中心挑战 - FFI的使用是此的一个预兆 - 确保您支持（而不是阻碍）运行时。由于自动内存管理和懒惰代码的管理，Haskell运行时（非常复杂）非常复杂。

中断处理是经典的内核/ Haskell问题。如果在运行时系统中Haskell代码很深时出现中断，您将无法及时处理中断。在许多体系结构中，如果太多的中断在处理之前排队等待，硬件将发生故障并暂停或重新启动。这个问题似乎是在内核级别使用Haskell的核心关键。

编辑：进一步反思，monads在系统级代码中可能是一个非常有用的习惯用法。想想在常规Haskell代码中使用IO的方式：它是一种类型级别的污染物，它会感染执行IO事务的函数。

由于系统编程完全是关于资源管理的，因此需要跟踪哪些代码与哪些资源进行交互。人们可以想象每个资源都有一个monad变换器，资源特定的函数被抽象为一个类型类。例如，我们可能有一个需要同时使用网络和磁盘驱动器将进行约束像

downloadToFile :: (MonadNetwork m, MonadDiskDrive m) => URL -> FilePath -> m() 

这显然是一个高层次的例子（人们不会想到

class Monad m => MonadNetwork m where ... 
class Monad m => MonadDiskDrive m where ... 

代码在内核中找到这个），但我认为它说明了这个想法。如果你不介意打破传统并且拥有非C API，那肯定会是将OS API暴露给用户空间的一种合理方式。

这样的API肯定会让我感觉更安全一些，从不受信任的源代码运行代码，因为随后类型文件（细粒度）代码打算执行什么样的IO-IS事情。

所以是的，我相信monads在系统级编程中非常有用，不是出于效率的原因，而仅仅是因为当你运行的代码不在沙盒中时，你想知道代码的意图。

Answer 2

在Haskell中编写了许多低级别的软件。请参阅http://www.haskell.org/haskellwiki/Applications_and_libraries/Operating_system

Monads本身不是高效或低效的 - 它取决于您使用的是哪个特定monad以及您如何使用它。你想问的是高阶函数（顺便说一句，你只需要做一个monad）。目前，HOF的许多用途可以被编译为高效的低级代码。

Answer 3

这可能吗？是的 Haskell已经有操作系统（参见House,LightHouse，hOp，L4 kernel，并且在开发L4时还有由NICTA构建的第二个L4内核。已验证）以及低级操作系统组件（例如：HALVM）。另外，你可以写Linux modules。

是单子高效这里？ Monads是一个程序员习惯用法。它们不是汇编代码的一些特殊属性，所以我不清楚你在问什么。关于Haskell，我想说的是，在Linux模块工作中，空间使用算法的推理困难是主要的阻碍，部分原因在于GC，部分原因在于懒惰。由于无法通知GHC RTS当前的执行上下文（对于kmalloc标志），这个问题稍微加剧了，但这实际上是一个可以清除并且目前被悲观假设掩盖的抛光细节（到处都是GFP_KERNEL）。您可以从内核模块努力中查看my slides，但知道它们是为了促使我（主持人）在某些方面进行讨论而不是单独进行讨论。