具有单个严格字段的​​现有数据类型

Question

所以我有一个具有单个严格字段的​​存在数据类型：

data Uncurry (a :: i -> j -> *) (z :: (i,j)) =
  forall x y. z ~ '(x,y) => Uncurry !(a x y) 

使用unsafeSizeof（从this answer 窃取）的实验让我相信它可以是零内存开销：

λ p = (0, '\0') :: (Int, Char)
λ q = Uncurry p
λ unsafeSizeof p
10
λ unsafeSizeof q
10

所以看起来Uncurry 有点像newtype，只在编译时使用。

这对我来说很有意义，因为平等断言不需要字典。

这是一个有效的解释吗？ GHC（或 Haskell 报告）对此有任何保证，还是我只是运气好？

Answer 1

编辑修复了一些细节：四边形是 8 个字节并解释了静态链接字段。

我认为unsafeSizeOf 不准确并且您误解了它的输出。请注意，它仅显示顶级闭包的内存使用情况，而不是对象的总空间使用情况。我认为您所看到的是 q 需要 10 个字节在 addition 到元组 p （而 p 需要 10 个字节在 addition 到盒装的Char 和盒装的Int）。此外，我的测试表明顶级构造函数实际上每个都需要 24 个字节（在 64 位架构上），尽管 unsafeSizeOf 也为我报告了 10 个字节。

特别是，如果我使用 GHC 8.0.2 使用 stack ghc -- -fforce-recomp -ddump-asm -dsuppress-all -O2 ZeroMemory.hs 编译以下测试程序：

{-# LANGUAGE ExistentialQuantification #-}
{-# LANGUAGE PolyKinds #-}
{-# LANGUAGE DataKinds #-}
{-# LANGUAGE TypeFamilies #-}

module ZeroMemory where

data Uncurry (a :: i -> j -> *) (z :: (i, j)) =
  forall x y . z ~ '(x,y) => Uncurry !(a x y)

q :: Uncurry (,) '(Int, Char)
q = Uncurry (0, '\0')

r :: Uncurry (,) '(Int, Char)
r = Uncurry (1, '\1')

那么顶级 q 闭包的内存占用如下所示：

q_closure:
    .quad   Uncurry_static_info
    .quad   $s$WUncurry_$d~~_closure+1
    .quad   q1_closure+1
    .quad   3

注意这里每个.quad其实是8个字节；它是旧式 16 位“字”的“四边形”。我相信这里的最终quad，值为3，是the GHC implementation commentary 中描述的“静态链接字段”，因此不适用于“典型”堆分配对象。

所以，忽略这个final字段，顶层q闭包的总大小为24字节，它指的是代表包含元组的q1_closure：

q1_closure:
    .quad   (,)_static_info
    .quad   q3_closure+1
    .quad   q2_closure+1
    .quad   3

另外 24 个字节。

q2 和 q3 闭包是装箱的 Int 和 Char，因此每个都占用两个四边形（16 字节）。因此，q 总共占用 10 个四边形，即 80 个字节。 （我将r 包括在内，以确保我没有误认任何共享信息。）

p 元组本身的内存占用量与q1_closure 相同，因此是 7 个四边形或 56 个字节。

Answer 2

data 永远不会转换为 newtype。 Uncurry 确实添加了一个新的闭包，并且从 GHC 8.0.2 开始，~ 字典的指针实际上也被运送了。因此，Uncurry 有一个包含三个单词的闭包。

unsafeSizeof 不正确，因为Array# 以字存储其大小，而ByteArray# 以字节存储其大小，因此sizeofByteArray# (unsafeCoerce# ptrs) 返回字数而不是预期的字节数。正确的版本在 64 位系统上应该是这样的：

unsafeSizeof :: a -> Int
unsafeSizeof !a =
  case unpackClosure# a of
    (# x, ptrs, nptrs #) ->
      I# (8# +# sizeofArray# nptrs *# 8# +# sizeofByteArray# ptrs)

但请注意，unsafeSizeof 只给出了最顶层闭包的大小。因此，任何盒装元组的闭包大小将是24，这与Uncurry t 的闭包大小一致，因为Uncurry 有一个信息指针，一个用于~ 的无用指针，以及一个用于元组字段的指针.这种巧合也适用于之前的错误unsafeSizeof 实现。但是Uncurry t的总大小要大于t。